(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体を有する下部車体と、この下部車体の上方に旋回可能に設けられ運転室を有する上部旋回体と、この上部旋回体の前部に揺動可能に取り付けられた作業フロントとを備えた作業機械の前記作業フロントに駆動指令を出力し、運転室内に設けられた作業機械の操作装置において、
少なくとも上下方向に移動可能に設けられた横置き操作レバーと、この横置き操作レバーの上下方向移動に応じて前記作業フロントを駆動する油圧制御装置とを備え、この油圧制御装置からの操作指令においては、前記横置き操作レバーの移動量が所定量以下では前記作業フロントを駆動しない不感帯を有しており、この不感帯の大きさが前記横置き操作レバーの上方への移動については下方への移動よりも小さく、下方への移動については上方への移動よりも大きく設定されていることを特徴とする作業機械の操作装置。
【請求項２】
走行体を有する下部車体と、この下部車体の上方に旋回可能に設けられ運転室を有する上部旋回体と、この上部旋回体の前部に揺動可能に取り付けられた左右一対の作業フロントとを備えた作業機械の前記作業フロントに駆動指令を出力し、前記運転室内に配置された作業機械の操作装置において、
前記左右一対のフロントに対応して左右一対配置され、その各々が少なくとも上下方向に移動可能に設けられた横置き操作レバーと、この横置き操作レバーの上下方向移動に応じて前記作業フロントを駆動する油圧制御装置とを備え、この油圧制御装置からの操作指令においては、前記横置き操作レバーの移動量が所定量以下では前記作業フロントを駆動しない不感帯を有しており、この不感帯の大きさが前記横置き操作レバーの上方への移動については下方への移動よりも小さく、下方への移動については上方への移動よりも大きく設定されていることを特徴とする作業機械の操作装置。
【請求項３】
前記横置き操作レバーは前後方向の移動が可能であり、前記油圧制御装置は前記横置き操作レバーの前後方向の移動に対する不感帯の大きさを、上方への移動に対する不感帯と下方への移動に対する不感帯の間としてい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。
【請求項４】
前記フロントは作業具と、この作業具に接続するアームと、このアームに接続し前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記作業具を上下方向に揺動させる作業具シリンダと、前記アームを揺動させるアームシリンダと、前記ブームを揺動させるブームシリンダとを有し、前記油圧制御装置は、前記横置き操作アームの上下方向移動に応じて前記アームシリンダまたはブームシリンダのいずれかを伸縮させ、この伸縮するシリンダへの速度指令値は前記横置き操作アームの不感帯部分を除いた移動量に比例させたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の作業機械の操作装置。
【請求項５】
前記油圧制御装置は、前記横置き操作レバーの上下の移動で前記ブームを車体に対し上下方向に揺動させ、前記横置き操作レバーの前後の移動で前記アームを前記ブームに対し上下に揺動させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の作業機械の操作装置。
【請求項６】
前記横置き操作レバーは３次元ジョイスティックであり、上下方向および前後方向の操作の復元力を同一のばねで発生させていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の作業機械の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作業機械の操作装置に係り、特に解体作業や建築作業、土木作業に使用して好適な作業機械の操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
解体作業や建築作業、土木作業に使用する作業機械として、２本の作業フロントを有する双腕型の作業機械が多用される。双腕型の作業機械では、単腕型に比べて操作軸数が大幅に増加するため、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。そこで操作性を考慮した改良型の操作装置が用いられる。このような双腕型の作業機械の例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この公報に記載の双腕型の油圧ショベルの操作装置では、運転室内に設置された運転席の側方に、操作アームブラケットが設けられている。そして、この操作アームブラケットに操作アームを左右揺動自在に取り付け、この操作アームに操作者の腕を載せるアームレストを備えている。アームレストは、操作者の肘関節部分が位置する肘関節支持部を有し、操作アームにはこの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アームブラケットが取り付けられている。操作者は、左右の操作アームに腕を載せて、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とを各個独立に操作して、第１および第２作業フロントを同時に独立に動かしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５２２２４号公報
【特許文献２】特開平０８−１１５１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の作業機械では、２本のフロントを独立に動かすために２個の操作装置を有し、そのため操作者の左右腕を操作アームに載せるようにして、操作者の操作時の負担を軽減している。このように、独立の動作を操作アームで支援するようにしているので、従来に比して大幅な作業性の向上と操作者への負荷の低減が図られている。
【０００６】
しかしながら、この特許文献１に記載の作業機械では、操作レバーを横置きにしているため、操作レバーを自重に抗した方向（上方）に操作する場合には、操作者への負担が増加する、という不具合が発生する。これに反して、自重方向である下方に操作する場合には、操作者への負荷が激減し、操作者に操作への違和感を発生させるおそれがある。
【０００７】
このような操作の違和感を低減するためには、特許文献２に示された、予め操作方向によって必要な操作力が異なる操作レバーを有する操作力設定装置を用いればよい。しかし、この公報に記載の操作装置では、ローラやカム、ばね等の多くの機構を複雑に構成しているので、そのまま適用すると操作レバーが大型化し、作業機械のキャブ内に収めることが困難になったり、コストの増加を引き起こすおそれがある。
【０００８】
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、横置き操作レバーを有する操作装置を用いてフロントを上方に移動させる操作の場合であっても、特殊な操作レバーを用いることなく、操作者の疲労を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の特徴は、走行体を有する下部車体と、この下部車体の上方に旋回可能に設けられ運転室を有する上部旋回体と、この上部旋回体の前部に揺動可能に取り付けられた作業フロントとを備えた作業機械の前記作業フロントに駆動指令を出力し、運転室内に設けられた作業機械の操作装置において、少なくとも上下方向に移動可能に設けられた横置き操作レバーと、この横置き操作レバーの上下方向移動に応じて前記作業フロントを駆動する油圧制御装置とを備え、この油圧制御装置からの操作指令においては、前記横置き操作レバーの移動量が所定量以下では前記作業フロントを駆動しない不感帯を有しており、この不感帯の大きさが前記横置き操作レバーの上方への移動については下方への移動よりも小さく、下方への移動については上方への移動よりも大きく設定されていることにある。
【００１０】
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、走行体を有する下部車体と、この下部車体の上方に旋回可能に設けられ運転室を有する上部旋回体と、この上部旋回体の前部に揺動可能に取り付けられた左右一対の作業フロントとを備えた作業機械の前記作業フロントに駆動指令を出力し、前記運転室内に配置された作業機械の操作装置において、前記左右一対のフロントに対応して左右一対配置され、その各々が少なくとも上下方向に移動可能に設けられた横置き操作レバーと、この横置き操作レバーの上下方向移動に応じて前記作業フロントを駆動する油圧制御装置とを備え、この油圧制御装置からの操作指令においては、前記横置き操作レバーの移動量が所定量以下では前記作業フロントを駆動しない不感帯を有しており、この不感帯の大きさが前記横置き操作レバーの上方への移動については下方への移動よりも小さく、下方への移動については上方への移動よりも大きく設定されていることにある。
【００１１】
そしてこれらの特徴において、前記横置き操作レバーは前後方向の移動が可能であり、前記油圧制御装置は前記横置き操作レバーの前後方向の移動に対する不感帯の大きさを、上方への移動に対する不感帯と下方への移動に対する不感帯の間としていることが望ましい。また、前記フロントは作業具と、この作業具に接続するアームと、このアームに接続し前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記作業具を上下方向に揺動させる作業具シリンダと、前記アームを揺動させるアームシリンダと、前記ブームを揺動させるブームシリンダとを有し、前記油圧制御装置は、前記横置き操作アームの上下方向移動に応じて前記アームシリンダまたはブームシリンダのいずれかを伸縮させ、この伸縮するシリンダへの速度指令値は前記横置き操作レバーの不感帯部分を除いた移動量に比例させるのがさらに好ましい。
【００１２】
さらに、前記油圧制御装置は、前記横置き操作レバーの上下の移動で前記ブームを車体に対し上下方向に揺動させ、前記横置き操作アームの前後の移動で前記アームを前記ブームに対し上下に揺動させるのがよい。また、前記横置き操作レバーは３次元ジョイスティックであり、上下方向および前後方向の操作の復元力を同一のばねで発生させているものがこのましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、横置き操作レバーを有する操作装置を用いた操作において、操作方向に応じて油圧シリンダの不感帯を変化させているので、特殊な操作レバーを用いることなく、フロントを上方に移動させる操作であっても操作者の疲労感を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る作業機械の一例の側面図。
【図２】図１に示した作業機械の上面図。
【図３】図１に示した作業機械のキャブ内部に設けられる操作装置の一実施例の斜視図。
【図４】図３に示した操作装置の上面図。
【図５】図３に示した操作装置が備える操作レバーの動作を説明する図。
【図６】作業機械が備えるフロントの動作を説明する図。
【図７】図３に示した操作装置の油圧回路図。
【図８】図３に示した操作装置の動作を説明する図。
【図９】本発明に係る操作装置の他の実施例の油圧回路図。
【図１０】図９に示した操作装置の動作を説明する図。
【図１１】本発明に係る操作装置のさらに他の実施例の油圧回路図。
【図１２】図１１に示した操作装置の一部を省略して示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。図１および図２は、本発明に係る作業機械の一例の図であり、図１はその側面図、図２はその上面図である。作業機械は油圧ショベルであり、双腕のフロントを有している。
【００１６】
油圧ショベル２００は、無限軌道履帯により走行する走行体１を備えた下部車体２と、この下部車体２上に旋回可能に配置された上部旋回体３とを有している。上部旋回体３の前部中央付近にはキャブ４が設けられており、上部旋回体３の側部および後部には図示しないエンジンや油圧ポンプ等が配置されている。さらに、上部旋回体３の前端部の左右には、上下および左右揺動自在に一対のフロント、第１作業フロントＡと第２作業フロントＢが取り付けられている。
【００１７】
第１作業フロントＡは、上部旋回体３の前端部左側に取り付けた第１ブラケット６ａと、この第１ブラケットの垂直軸周りに揺動自在に取り付けられたスイングポスト７ａと、一端がこのスイングポスト７ａの横方向軸周りに揺動自在に取り付けられたブーム１０ａと、ブーム１０ａの他端側に揺動自在に一端側が取り付けられたアーム１２ａと、アーム１２ａの他端側に回動自在に取り付けられた作業具２０ａとを有している。ここで、作業具２０ａは、図１、２ではグラップルであるが、作業内容に応じてカッターやブレーカ、バケット等の作業具に交換可能になっている。
【００１８】
すなわち図２を参照すれば、作業機器２００が水平面内にあるときは、スイングポスト７ａは水平面内を左右に揺動し、ブーム１０ａは鉛直面内を上下方向に揺動する。また、アーム１２ａはブーム１０ａの水平軸周りを上下方向に揺動する。グラップル２０ａは、アーム１２ａの水平軸周りを上下方向に揺動する。
【００１９】
第１作業フロントＡを構成するこれら部材を駆動するために、スイングポストシリンダ９ａおよびブームシリンダ１１ａ、アームシリンダ１３ａ、作業具シリンダ１５ａが備えられている。スイングポストシリンダ９ａは、一端側が上部旋回体３に他端側がスイングポスト７ａに接続されている。同様に、ブームシリンダ１１ａの一端側はスイングポスト７ａに他端側はブーム１０ａに接続されている。アームシリンダ１３ａの一端側はブーム１０ａに他端側はアーム１２ａに接続されている。作業具シリンダ１５ａの一端側はアーム１２ａに、他端側は作業具２０ａに接続されている。
【００２０】
第２作業フロントＢもほぼ同じ構成である。ただし、第２作業フロントＢは、上部旋回体３の前端部右側に取り付けられている。図１、２では、第２作業フロントＢの構成部材を、添字ｂで示している。
【００２１】
このように構成した第１作業フロントＡおよび第２作業フロントＢを操作する操作装置の一実施例を、図３ないし図１１を用いて説明する。図３は、左右一対の操作装置５０ａ、５０ｂを備えた運転席４９の斜視図であり、図４は図３に示した運転席４９の上面図である。キャブ４(図１参照)内には運転席４９が設置されており、運転席４９の両側には操作装置５０ａ、５０ｂが設けられている。左側の操作装置５０ａは第１作業フロントＡの操作用であり、右側の操作装置５０ｂは第２作業フロントＢの操作用である。
【００２２】
以下、左側の操作装置５０ａについて説明するが、右側の操作装置５０ｂも同様の構成および機能を有している。運転席４９の座席部の左側面には、揺動装置９０ａを取り付けるためにアームブラケット５１ａが設けられている。揺動装置９０ａの中央部には、キャブ４の床面にほぼ垂直な穴が形成されており、この孔に操作アーム５２ａの回転軸を挿入することで、孔の中心である揺動中心軸線４３ａ周りに枠構造の操作アーム５２ａが揺動可能になっている。
【００２３】
すなわち、操作アーム５２ａは、キャブ４の床面にほぼ平行な平面上を左右に揺動できる。操作アーム５２ａの上面には、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させるアームレスト５３ａが取り付けられている。アームレスト５３ａは前後方向に延びており、操作者の腕を載せることが可能になっている。
【００２４】
操作アーム５２ａの先端部には、３自由度ジョイスティックで構成された横置き操作レバー５４ａが設けられている。横置き操作レバー５４ａは、握り部を上下方向および前後方向に押し引きすることにより、図５に示す回転中心６２を中心にして、上下方向および前後方向に回動する。また、操作レバー５４ａの握り部６１は、その軸心周りに回転可能にもなっている。
【００２５】
このように構成した操作装置５０ａを使用する場合には、操作アーム５２ａの動きが第１作業フロントＡの左右の揺動を、横置き操作レバー５４ａの動きが第１作業フロントＡの上下の揺動を指示する。図４に示す運転席４９の上面図から明らかなように、第１作業フロントＡの動きは、操作者が横置き操作レバー５４ａの把持中心である操作者把持点７２ａを把持して、操作アーム５２ａおよび横置き操作レバー５４ａを駆動することにより、実現される。
【００２６】
次に、図５を用いて、操作レバー５４ａの動作を説明する。図５は、操作レバー５４ａの上面図を模式的に示したものであり、同図(ａ)は初期状態を、同図(ｂ)は動作中の状態を示す図である。図示しない球面軸受で支持されたボール部６５には、握り部６１に延びる連結棒６７が接続されており、この連結棒６７の中間部には連結棒６７よりも大径のリング状の円板６４が遊嵌されている。操作レバー５４ａの円板６４よりもボール部６５側の部分は、ケース６６内に収容されている。つまり、ケース６６に開口部６８が形成されており、この開口部６８から連結棒６７が両側に延びている。
【００２７】
握り部６１と円板６４間であって、連結棒６７の周りには、ばね６３が巻回されている。操作者６９は、握り部６１を握って軸周りに握り部を回転させる(ｚ方向)ことも可能であるし、ボール部６５の中心である回転中心６２の周りに水平面内で回転(図５ではｘ方向)に回転させることも、垂直面内で回転(図５ではｙ方向)させることも可能になっている。
【００２８】
操作者６９が握り部６１を握って余分な力を加えない状態、すなわち初期状態では、ばね６３の力および図示しないｚ方向の初期付勢力により、握り部６１は中立点に保たれる。このとき、ばね６３の長さはＬになっている。なお、開口部６８は連結棒６７の傾きを規制するので、詳細を後述する連結棒６７の傾きに応じて変化するシリンダの最大移動速度を規制する。
【００２９】
操作者６９が操作する場合、例えば上下方向(ｙ方向)に回転中心６２を中心として握り部６１を回動させると、連結棒６７に遊嵌された円板６４はケース６６の壁面からの力により、ばね６３の力に抗して連結棒６７を握り部６１側にすべる。その結果、ばね６３の長さは（Ｌ−ΔＬ）に変化する。ばね６３のばね定数をｋとすると、ｋΔＬだけの復元力がばね６３に発生する。
【００３０】
ボール部６５を支持する球面軸受が等方性を有するので、水平面内で連結棒６７を回転中心６２周りに回転させても、垂直面内で回転させた時と同じばね６３力が発生している。そのため、１個のばね６３で２つの回転軸（ｘ、ｙ軸）周りの力に同一の関係で対応できる。したがって、操作者６９がどの方向に握り部６１を回動させても、その握り部６１の回動量に応じて発生するばね６３の復元力は、移動方向にかかわらず一定となる。この結果、どの方向に握り部６１を移動させても常に原点復帰が可能になり、以下に述べる不感帯の設定の基準点が不変となる。
【００３１】
次に、操作装置５０ａ，５０ｂと作業フロントＡ，Ｂの動作との対応について、図６ないし図８を用いて説明する。図６（ａ）は、作業機械２００のキャブ４内に設けられる操作装置５０ａ（５０ｂ）の動作を説明するための座標系を示す図であり、図６(ｂ)はフロントＡ，Ｂの動作を説明するための座標系を示す図である。以下の記載では、左側の操作装置５０ａとそれが操作する第１作業フロントＡについて説明するが、右側の操作装置５０ｂとそれが操作する第２作業フロントＢについても、その動作は同様である。
【００３２】
操作装置５０ａの横置き操作レバー５４ａについては、その前後方向の移動量(図５で示した回転中心６２周りの回動量)がｘ、上下方向の移動量(図５で示した回転中心６２周りの回動量)がｙで表される。また、横置き操作レバー５４ａの軸心周りの回動量はｚで表される。さらに、操作アーム５２ａの揺動中心軸線４３ａ周りの回動量はｗで表される。
【００３３】
一方、第１作業フロントＡついては、上部旋回体３の前面左側に設けられた第１ブラケット６ａにスイングポスト７ａが取り付けられている。スイングポスト７ａは、作業機械２００の設置面にほぼ平行な面内方向に揺動自在であり、このスイングポスト７ａの揺動軸８ａ周りの揺動量がＷで表される。第１作業フロントＡが備えるブーム１０ａは、スイングポスト７ａに揺動可能に取り付けられているので、ブーム７ａの揺動量をＹで表す。ブーム１０ａの先端に取り付けたアーム１２ａは、作業機械２００の設置面にほぼ平行な軸周りであって上下方向に揺動可能であるので、この揺動量をＸで表す。さらに、アーム１２ａの先端に取り付けた作業具であるクラップル２０ａは、作業機械２００の設置面にほぼ平行な軸周りであって上下方向に揺動可能であるので、この揺動量をＺで表す。
【００３４】
揺動装置９０ａには、図示しない操作量検出器が設けられている。操作アーム５２ａが揺動操作されると、詳細を後述する制御装置が、操作量検出器が検出した操作量に比例した速度で、スイングポストシリンダ９ａを駆動する。例えば、操作アーム５２ａが左方向に−ｗだけ揺動操作されると、制御装置はスイングポスト７ａを縦軸８ａ周りに左方向に−Ｗだけ揺動させる。操作アーム５２ａを右方向に＋ｗだけ操作すれば、この逆にスイングポスト７ａを右方向に＋Ｗだけ揺動させる。
【００３５】
横置き操作レバー５４ａにも、図示しない操作量検出器が設けられている。横置き操作レバー５４ａを上下方向（ｙ方向）に回動操作すると、制御装置は操作量検出器が検出した上下方向の回動操作量に基づいてブーム７ａを上下方向に揺動させ、横置き操作レバーを前後方向（ｘ方向）に回動操作すると、アーム１２ａをブーム１０ａに対して上下方向に揺動させる。
【００３６】
横置き操作レバー５４ａを上方向（+ｙ方向）に回動操作すると、ブームシリンダ１１ａが伸び方向に駆動される。これにより、ブーム１０ａは、スイングポスト７ａに対して上方向（＋Ｙ方向）に回動される。これとは反対に、操作レバー５４ａを下方向（−ｙ方向）に回動操作すれば、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（−Ｙ方向）に回動される。
【００３７】
横置き操作レバー５４ａを前方向（＋ｘ方向）に回動操作すれば、制御装置は操作量検出器が検出した前後方向の回動操作量に基づいてアームシリンダ１３ａを縮み方向に駆動し、アーム１２ａはブーム１０ａに対して上方向（＋Ｘ方向）に回動される。この反対に、横置き操作レバー５４ａを後ろ方向（−ｘ方向）に回動操作すれば、アームシリンダ１３ａが伸び方向に駆動され、アーム１２ａはブームに１０ａ対して下方向（−Ｘ方向）に回動される。
【００３８】
横置き操作レバー５４ａをその軸心周り(ｚ軸周り)に回動操作すると、制御装置は操作量検出器が検出した回動操作量に基づいて、作業具２０ａを上下方向に揺動させる。図６に示すように、作業具２０ａの上下揺動方向は、横置き操作レバー５４ａの軸心周りの揺動操作方向と同一である。すなわち、横置き操作レバー５４ａを手前側に回動させれば作業具２０ａも手前側に回動し、横置き操作レバー５４ａを向こう側に回動させれば作業具２０ａも向こう側に回動する。
【００３９】
次に、図７に示した油圧回路図を用いて、制御装置３００の一例を説明する。図７では、ブームシリンダ１１ａとアームシリンダ１３ａの駆動回路のみを示している。制御装置は、このブームシリンダ１１ａおよびアームシリンダ１３ａだけではなく、作業機械２００のすべての動作を制御する。
【００４０】
上部旋回体３には油圧ポンプ９０１が搭載されている。この油圧ポンプ９０１で発生した圧油は、コントロール弁９０４を介してブームシリンダ１１ａに供給される。同様に、油圧ポンプ９０１で発生した圧油は、他のコントロール弁９０５を介してアームシリンダ１３ａに供給される。
【００４１】
横置き操作レバー５４ａが操作されると、コントローラ９０６を介してコントロール弁９０４、９０５が開閉される。すなわち、横置き操作レバー５４ａを上下方向に操作すれば、ブームシリンダ１１ａ用のコントロール弁９０４が開閉され、横置き操作レバー５４ａを前後方向に操作すれば、アームシリンダ１３ａ用のコントロール弁９０５が開閉される。なお図６において、９０３はリリーフ弁でありブームシリンダ１１ａおよびアームシリンダ１３ａに過大な圧力が加わるのを防止する。符号９０２は、排油タンクである。
【００４２】
上記動作において、コントローラ９０６は以下のように作用する。横置き操作レバー５４ａの操作量が図示しない操作量検出器で検出されると、コントローラ９０６は検出した操作量から、ブームシリンダ１１ａおよびアームシリンダ１３ａへの速度指令値を演算する。横置き操作レバー５４ａの操作量を横軸に、そのときの各シリンダへの操作指令値を縦軸に表したグラフを、図８に示す。
【００４３】
図８（ａ）は、横置き操作レバー５４ａを上方（＋ｙ方向）に回動操作した場合であり、図８（ｂ）は横置き操作レバー５４ａを下方（−ｙ方向）に回動操作した場合である。図８（ｃ）は横置き操作レバー５４ａを前方（＋ｘ方向）に回動操作した場合であり、図８（ｄ）は横置き操作レバー５４ａを後方（−ｘ方向）に回動操作した場合である。
【００４４】
これら図８中の各図において、横置き操作レバー５４ａを操作しても各シリンダを動かさない範囲、すなわち不感帯を定めている。これは操作者の意図しない僅かな横置き操作レバー５４ａの動きで、各シリンダが動作することを防止するためである。この図８の各図中では、横置き操作レバー５４ａを上方に移動させる場合に不感帯を１０％、下方に移動させる場合に不感帯を２０％、前方及び後方に移動させる場合には不感帯を１５％としている。また、シリンダが最大速度指令値に達するときの横置き操作レバー５４ａの操作量は、横置き操作レバー５４ａを上方に移動させるときが９０％、下方に移動させるときが１００％、前方及び後方に移動させるときが９５％に設定されている。
【００４５】
図５に示したように、横置き操作レバー５４ａの移動量はばね力に依存するので、移動量が大きくなればなるほど大きな力が必要となっている。そこで、横置き操作レバー５４ａを前方及び後方に移動させるのを基準として、横置き操作レバー５４ａを上方に移動させるときには少ない移動量で横置き操作レバー５４ａから指令を発するように設定している。これは、横置き操作レバー５４ａを上方に操作する場合に、横置き操作レバー５４ａ部の自重に抗して操作する必要があるためである。上方への操作では、他の方向に比べて余分な力が必要となり、少ない力で指令を発するようにすることで、ブームシリンダ１１ａを駆動開始させるために必要な操作力を保障することが可能となる。その結果操作者の疲労が軽減される。
【００４６】
一方、横置き操作レバー５４ａの下方への操作では、横置き操作レバー５４ａ部の自重が加わるので、他の方向への操作に比べて少ない力で操作が可能であるから、過度の指令が発せられるのを防止するために、不感帯を大きく設定する。これにより、操作者が横置き操作レバー５４ａを操作している時に、操作方向の違いによる違和感を低減でき、作業効率が向上する。
【００４７】
また、各シリンダへの速度指令値は、不感帯部分を除けば横置き操作レバー５４ａの操作移動量にほぼ比例しているので、アーム１２ａおよびブーム１０ａの移動量を操作者自身の操作量から確認でき、違和感なくアーム１２ａ及びブーム１０ａを各方向に操作できる。
【００４８】
なお、最大速度指令値を発生する操作量とシリンダへの速度指令が発生する最小の操作量との差は、どの方向についても同じである。つまり、シリンダが動き始めたら、どの方向への操作であっても、横置き操作レバー５４ａの操作量の増加量に応じて同じく指令値が増加する。これにより、操作者の操作の違和感を低減し、操作方向の違いにより操作力の調整を不要とする。
【００４９】
本実施例によれば、作業機械の操作装置において、横置き操作レバーの上方への操作時の操作不感帯を他の方向より小さくし、下方への操作時の操作不感帯を他の方向よりも大きくしているので、横置き操作レバーの操作方向の違いによる操作者の違和感を低減でき、作業能率が向上する。また、上方への操作時における疲労感を軽減できる。また、不感帯の設定および最大速度指令値の設定を変えるだけなので、特殊な操作レバーを必要としない。
【００５０】
本発明に係る作業機械２００が有する操作装置５０ａ、５０ｂの他の実施例を、図９を用いて説明する。図９は制御装置の油圧回路図である。横置き操作レバー５４ａの操作量と各シリンダ１１ａ，１３ａへの速度指令値との関係は、コントローラ９０６が有する記憶手段またはプログラムで予め設定されている。ただし本実施例では、コントローラ９０６にモニタ９１０が付設されている。そこで、操作者はモニタ９１０を見ながら記憶手段に記憶された内容またはプログラムの記述を、操作装置が有するキーボード等の入力手段を用いて更新または変更できるようにする。本実施例によれば、操作者が最も自分の感覚にフィットした横置き操作レバー５４ａと各シリンダへの速度指令値との関係を構築できるので、操作者の違和感や疲労感を低減できる。
【００５１】
本発明に係る作業機械２００が有する操作装置５０ａ、５０ｂのさらに他の実施例を、図１０を用いて説明する。図１０は横置き操作レバー５４ａの操作量と操作力との関係を示す図である。本実施例が上記各実施例と相違するのは、横置き操作レバー５４ａ，５４ｂ部の自重を予め求めておき、この自重分を上方への操作では差し引き、下方への操作では加えるようにしたことである。
【００５２】
初めに、横置き操作レバー５４ａを前方及び後方に回動操作する場合の不感帯を、Ｘ（％）に設定する。このとき、必要な操作力が、Ｆｘになったとする。横置き状態での横置き操作レバー５４ａ部の自重はΔＦであるので、横置き操作レバー５４ａを上方に操作する場合は、図１０の関係式において、操作力（Ｆｘ−ΔＦ）に対応する操作量Ｘｕ（％）を不感帯に定める。同様に、下方に横置き操作レバーを回動操作する場合は、操作力（Ｆｘ＋ΔＦ）に対応する操作量Ｘｄ（％）を不感帯に定める。本実施例によれば、横置き操作レバー５４ａ，５４ｂの各方向の操作力をほぼ同様にすることができるので、どのような作業においても操作者の違和感や疲労感を軽減できる。
【００５３】
本発明のさらに他の実施例を、図１１を用いて説明する。図１１は、制御装置の油圧回路図である。上記各実施例では、コントロール弁９０４、９０５に電気信号が入力されているが、本実施例では、コントロール弁９６４、９６５に油圧信号を入力するようにしている。そのため、横置き操作レバーとして、油圧式の操作レバーを用いている。
【００５４】
油圧パイロット式の横置き操作レバー９５４ａの操作量に応じて、ブームシリンダ１１ａを制御するコントロール弁９６４およびアームシリンダ１３ａを駆動するコントロール弁９６５を開閉する。油圧パイロット式の横置き操作レバー９５４ａの操作量と各シリンダ１１ａ，１３ａの動作速度の関係は、コントロール弁９６４、９６５の特性に依存する。そこで本実施例では、図８に示した実施例におけると同様の関係が得られるように、コントロール弁９６４、９６５の復元力や受圧面積などの機械的な仕様を設定する。
【００５５】
本実施例によれば上記各実施例と同様に、操作者が最も自分の感覚にフィットした横置き操作レバー５４ａと各シリンダへの速度指令値との関係を構築でき、操作者の違和感や疲労感を低減できる。ただし操作量とシリンダへの速度指令は一意に決定しているので、操作者の好みや作業内容に応じて設定を変えることは困難になる。
【００５６】
本発明の変形例を、図１２を用いて説明する。上記各実施例では、双腕の作業機械を前提に説明したが、本変形例は、単腕の作業機械の例である。通常の油圧ショベルのように単腕の場合には、左右いずれか（通常右腕のみ）を使用するので、不要な操作装置を省いている。単腕であることのみが相違し、操作装置及びコントローラ等の機能は、双腕の作業機械の一方の腕の機能と全く同じである。
【００５７】
さらに上記各実施例及び変形例では、操作装置５４ａ、５４ｂの操作方向とフロントＡ，Ｂの運動方向との対応を図６に示したように設定しているが、これらの設定を変更することも可能である。すなわち３次元ジョイスティックの動き（前後移動、左右移動、回転）とフロントを構成する作業具やアーム、ブームの動き（上下動、左右動）との対応関係を変えることも可能である。しかしながら、図６に示した対応関係にすると、操作装置の動きと作業具やアーム、ブームの動きがほぼ同方向になるので、操作者に違和感がなくなると考えられる。
【符号の説明】
【００５８】
１…走行体、２…下部車体、３…上部旋回体、４…キャブ（運転室）、６ａ…第１ブラケット、６b…第２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…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…グラップル、４９…運転席、５０ａ、５０ｂ…操作装置、５１ａ、５１ｂ…操作アームブラケット、５２ａ、５２ｂ…操作アーム、５３ａ、５３ｂ…アームレスト、５４ａ、５４ｂ…操作レバー、６１…握り部、６２…回転中心、６３…ばね、６４…円板、６５…ボール部、６６…ケース、６７…接続棒、６８…開口、６９…操作者７２ａ、７２ｂ…操作者把持点、７３ａ、７３ｂ…揺動中心軸線、９０ａ、９０ｂ…揺動装置、２００…油圧ショベル、９０１…油圧ポンプ、９０２…排油タンク、９０３…リリーフ弁、９０４、９０５…コントロール弁、９０６…制御装置、９１０…設定モニタ、９５４ａ…操作レバー、９６４、９６５…コントロール弁、Ａ…第１作業フロント、Ｂ…第２作業フロント。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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