(57)【要約】    【課題】  簡便な構造で、中立状態と操作状態とを確実に判定できる操作装置および操作信号出力方法と、これらを利用した建設機械を提供する。    【解決手段】  操作レバーの操作状態検出に、中間タップ１５４を有するポテンショメータ１５０を用いる。操作レバーが中立状態の時、可動端子１５５は、中間タップ１５４と同じ位置となり、可動端子１５５の電圧は、中間タップ１５４の電圧と等しい。操作レバーが操作されると、可動端子１５５が移動されて中間タップ１５４との間に電圧差が生じる。制御回路１６０は、この電圧差を検出して、操作レバーの操作量に応じた制御信号をアクチュエータドライバ１８０に出力する。抵抗帯１５１が偏摩耗して、中間タップ１５４の電圧が変動しても、操作レバーが中立状態の時には、可動端子１５５の電圧は、中間タップ１５４の電圧と等しいため、中立状態であることを検出できる。【選択図】      図３
2005092558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間端子および可動端子を有するポテンショメータと、
操作力が入力されて操作されると前記可動端子を駆動する操作手段と、
前記中間端子および前記可動端子の電圧を検出して比較する電圧比較手段と、
前記電圧比較手段によって比較された前記中間端子の電圧と前記可動端子の電圧との間で電圧差が生じた場合には、前記電圧差に基づいて前記操作手段の操作量を示す信号を出力する操作信号出力手段とを備えることを特徴とする操作装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操作装置において、
前記中間端子の電圧を基準値として記憶する記憶手段と、
前記記憶手段で記憶した中間端子の電圧と前記電圧比較手段によって検出された現在の中間端子の電圧とを比較して、その差が所定値を越えた場合にメンテナンスに関する情報を表示するよう表示手段に指示する中間端子電圧管理手段とをさらに備えることを特徴とする操作装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の操作装置において、
前記操作信号出力手段は、前記電圧比較手段によって比較された前記中間端子の電圧と前記可動端子の電圧との電圧差の絶対値が第１の所定値以下の場合、前記操作手段の操作量がゼロであることを示す信号を出力し、
前記操作信号出力手段は、前記電圧比較手段によって比較された前記中間端子の電圧と前記可動端子の電圧との電圧差の絶対値が第２の所定値以上の場合、前記操作手段の操作量が最大であることを示す信号を出力することを特徴とする操作装置。
【請求項４】
中間端子および可動端子を有するポテンショメータと、
操作力が入力されて操作されると前記可動端子を駆動する操作手段と、
前記中間端子の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、
前記可動端子の電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
前記第２の電圧検出手段で検出した前記可動端子の電圧に基づいて生成した前記操作手段の操作量を示す信号を、前記第１の電圧検出手段で検出した前記中間端子の電圧と前記可動端子の電圧とに基づいて補正して出力する操作信号出力手段とを備えることを特徴とする操作装置。
【請求項５】
請求項４に記載の操作装置において、
前記第１の電圧検出手段で所定時間毎に検出した中間端子の電圧の変化に基づいて経年変化を監視し、所定の変化が有ると判断されると、メンテナンスに関する情報を表示するよう表示手段に指示する中間端子電圧管理手段とをさらに備えることを特徴とする操作装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの項に記載の操作装置と、
前記操作装置によって操作されるアクチュエータとを備えることを特徴とする建設機械。
【請求項７】
抵抗帯上を可動端子が摺動するポテンショメータの出力電圧により操作信号を出力する方法において、
前記ポテンショメータの中間端子と可動端子との電圧差を検出して比較し、
比較された前記中間端子の電圧と前記可動端子の電圧との間で電圧差が生じた場合には、前記電圧差に基づいて操作量を示す信号を出力することを特徴とする操作信号出力方法。
【請求項８】
請求項７に記載の操作信号出力方法において、
前記抵抗帯が摩耗する前の中間端子の電圧を基準値として記憶し、
記憶した中間端子の電圧と現在の中間端子の電圧とを比較して、その差が所定値を越えた場合にメンテナンスに関する情報を出力することを特徴とする操作信号出力方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の操作信号出力方法において、
比較した前記中間端子の電圧と前記可動端子の電圧との電圧差の絶対値が第１の所定値以下の場合、操作量がゼロであることを示す信号を出力し、
比較した前記中間端子の電圧と前記可動端子の電圧との電圧差の絶対値が第２の所定値以上の場合、操作量が最大であることを示す信号を出力することを特徴とする操作信号出力方法。
【請求項１０】
抵抗帯上を可動端子が摺動するポテンショメータの出力電圧により操作信号を出力する方法において、
前記中間端子の電圧を検出し、
前記可動端子の電圧を検出し、
検出した前記可動端子の電圧に基づいて生成した操作量を示す信号を、検出した前記中間端子の電圧と前記可動端子の電圧とに基づいて補正して出力することを特徴とする操作信号出力方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の操作信号出力方法において、
所定時間毎に検出した中間端子の電圧の変化に基づいて経年変化を監視し、所定の変化が有ると判断されると、メンテナンスに関する情報を出力することを特徴とする操作信号出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポテンショメータを用いた操作装置および操作信号出力方法と、この操作装置を備える建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポテンショメータを操作レバーの操作位置の検出に用いた操作装置が知られている。この操作装置では、ポテンショメータの固定端子の両端に電圧を印加して、可動端子の電圧を検出する。そして、検出した電圧を操作レバーの操作量の信号に変換して出力する。検出された可動端子の電圧が固定端子の両端に印加された電圧の１／２であるとき、操作レバーは中立位置であると判断される（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】実開平６−７５０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ポテンショメータの抵抗帯の偏摩耗によって、操作レバーの中立位置における可動端子の電圧が変動してしまうおそれがある。この場合、操作レバーを操作していないにも関わらず、電圧の変動分が操作レバーの操作量の信号に変換されて出力されてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明による操作装置は、中間端子および可動端子を有するポテンショメータと、操作力が入力されて操作されると可動端子を駆動する操作手段と、中間端子および可動端子の電圧を検出して比較する電圧比較手段と、電圧比較手段によって比較された中間端子の電圧と可動端子の電圧との間で電圧差が生じた場合には、電圧差に基づいて操作手段の操作量を示す信号を出力する操作信号出力手段とを備えることを特徴とする。
（２）  請求項２の発明は、請求項１に記載の操作装置において、中間端子の電圧を基準値として記憶する記憶手段と、記憶手段で記憶した中間端子の電圧と電圧比較手段によって検出された現在の中間端子の電圧とを比較して、その差が所定値を越えた場合にメンテナンスに関する情報を表示するよう表示手段に指示する中間端子電圧管理手段とをさらに備えることを特徴とする。
（３）  請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の操作装置において、操作信号出力手段は、電圧比較手段によって比較された中間端子の電圧と可動端子の電圧との電圧差の絶対値が第１の所定値以下の場合、操作手段の操作量がゼロであることを示す信号を出力し、操作信号出力手段は、電圧比較手段によって比較された中間端子の電圧と可動端子の電圧との電圧差の絶対値が第２の所定値以上の場合、操作手段の操作量が最大であることを示す信号を出力することを特徴とする。
（４）  請求項４の発明による操作装置は、中間端子および可動端子を有するポテンショメータと、操作力が入力されて操作されると可動端子を駆動する操作手段と、中間端子の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、可動端子の電圧を検出する第２の電圧検出手段と、第２の電圧検出手段で検出した可動端子の電圧に基づいて生成した操作手段の操作量を示す信号を、第１の電圧検出手段で検出した中間端子の電圧と可動端子の電圧とに基づいて補正して出力する操作信号出力手段とを備えることを特徴とする。
（５）  請求項５の発明は、請求項４に記載の操作装置において、第１の電圧検出手段で所定時間毎に検出した中間端子の電圧の変化に基づいて経年変化を監視し、所定の変化が有ると判断されると、メンテナンスに関する情報を表示するよう表示手段に指示する中間端子電圧管理手段とをさらに備えることを特徴とする。
（６）  請求項６の発明による建設機械は、請求項１〜５のいずれかの項に記載の操作装置と、操作装置によって操作されるアクチュエータとを備えることを特徴とする。
（７）  請求項７の発明による操作信号出力方法は、抵抗帯上を可動端子が摺動するポテンショメータの出力電圧により操作信号を出力する方法において、ポテンショメータの中間端子と可動端子との電圧差を検出して比較し、比較された中間端子の電圧と可動端子の電圧との間で電圧差が生じた場合には、電圧差に基づいて操作量を示す信号を出力することを特徴とする。
（８）  請求項８の発明は、請求項７に記載の操作信号出力方法において、抵抗帯が摩耗する前の中間端子の電圧を基準値として記憶し、記憶した中間端子の電圧と現在の中間端子の電圧とを比較して、その差が所定値を越えた場合にメンテナンスに関する情報を出力することを特徴とする。
（９）  請求項９の発明は、請求項７または請求項８に記載の操作信号出力方法において、比較した中間端子の電圧と可動端子の電圧との電圧差の絶対値が第１の所定値以下の場合、操作量がゼロであることを示す信号を出力し、比較した中間端子の電圧と可動端子の電圧との電圧差の絶対値が第２の所定値以上の場合、操作量が最大であることを示す信号を出力することを特徴とする。
（１０）  請求項１０の発明による操作信号出力方法は、抵抗帯上を可動端子が摺動するポテンショメータの出力電圧により操作信号を出力する方法において、中間端子の電圧を検出し、可動端子の電圧を検出し、検出した可動端子の電圧に基づいて生成した操作量を示す信号を、検出した中間端子の電圧と可動端子の電圧とに基づいて補正して出力することを特徴とする。
（１１）  請求項１１の発明は、請求項１０に記載の操作信号出力方法において、所定時間毎に検出した中間端子の電圧の変化に基づいて経年変化を監視し、所定の変化が有ると判断されると、メンテナンスに関する情報を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
（１）  請求項１および請求項７の発明によれば、ポテンショメータの中間端子と可動端子との電圧差を検出して比較し、比較された中間端子の電圧と可動端子の電圧との間で電圧差が生じた場合には、この電圧差に基づいて操作量を示す信号を出力する。これにより、簡便な構造で、ポテンショメータの抵抗帯の偏摩耗に影響されることなく、操作手段の中立状態を確実に検出できる。
（２）  請求項４および請求項１０の発明によれば、可動端子の電圧に基づいて生成した操作量を示す信号を、中間端子の電圧と可動端子の電圧とに基づいて補正して出力する。これにより、操作量を適切に反映した信号を出力できる。
（３）  請求項６の建設機械は、請求項１〜５のいずれかの項に記載の操作装置と、この操作装置によって操作されるアクチュエータとを備える。これにより、建設機械の操作手段の中立状態を確実に検出でき、アクチュエータの操作を的確にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
―――全体構成―――
図１〜５を参照して、本発明による操作装置を建設機械に適用した一実施の形態を説明する。図１は、本発明による操作装置を搭載した油圧ショベルの外観構造を示す斜視図である。この油圧ショベルは、走行体１と、走行体１上に旋回可能に設けられた旋回体２とを有する。旋回体２には、運転室３と運転室３の後方側に設けられたエンジン室４と、エンジン室４の後方に取り付けられたカウンタウエイト５と、運転室３の右側に取り付けられ、ブーム６１と不図示のアームとバケットとからなる多関節型のフロント装置６とが設けられている。
【０００８】
走行体１は、左右一対の履帯１ａを備え、履帯１ａは走行モータ１ｂにより駆動される。旋回体２は、その中心部に設けられた旋回モータ（不図示）により走行体１に対して旋回される。ブーム６１、アーム、バケットは、それぞれ不図示のブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダの伸縮により回動される。これらの各モータおよび各シリンダはエンジン室４に設けた油圧ポンプ４５からの圧油によって駆動される。
【０００９】
運転室３には、各種情報を表示する表示モニタ１９０と、操作レバー１１０ａ，１１０ｂとが設けられている。モニタ１９０には、油圧ショベルの稼働状態や、後述するメンテナンス情報などが表示される。
【００１０】
図２（ａ），（ｂ）に操作レバー１１０ａ，１１０ｂの外観を示す。操作レバー１１０ａ，１１０ｂは、運転室の左右に１基ずつ配設されて、運転室３のレバー固定パネル３１に固定されている。運転室右側の操作レバー１１０ａは、バケットおよびブーム６１の操作レバーである。操作レバー１１０ａが前後方向に傾動されるとバケットが操作され、左右方向に傾動されるとブーム６１が操作される。運転室左側の操作レバー１１０ｂは、アームおよび旋回体２の操作レバーである。操作レバー１１０ｂが前後方向に傾動されるとアームが操作され、左右方向に傾動されると旋回体２が操作される。操作レバー１１０ａ，１１０ｂの把持部１１１は、操作力が入力されない状態では、不図示のバネの力によって、直立状態に保たれる。オペレータは、このバネの力に抗して操作レバー１１０ａ，１１０ｂの把持部１１１を前後左右方向に傾けることで、上述のようにブーム６１や旋回体２などを操作できる。把持部１１１の傾動範囲は、中立状態から前後左右にそれぞれ１５〜２０度である。なお、１５０は後述するポテンショメータである。
【００１１】
図３は、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、およびバケットシリンダの制御に関するシステムブロック図である。旋回モータおよび各シリンダの制御の方法はすべて同じであるので、以下の説明では、旋回モータ、ブームシリンダ、アームシリンダ、およびバケットシリンダの駆動に用いられる油圧コントロールバルブをアクチュエータ２００と呼び、このアクチュエータ２００の操作に関して説明する。すなわち、ポテンショメータ１５０からの出力信号は、制御回路１６０に入力されてアクチュエータ操作信号が生成され、この操作信号がアクチュエータドライバ１８０を介して、アクチュエータ２００に入力され、これによりアクチュエータ２００が駆動される。なお、１７０はポテンショメータ用電源である。
【００１２】
ポテンショメータ１５０は、各操作レバー１１０ａ，１１０ｂの下部にそれぞれ２基ずつ設けられる。これら２基のポテンショメータ１５０のうち一方は、把持部１１１の前後方向の操作状態を検出し、他方は、把持部１１１の左右方向の操作状態を検出する。
【００１３】
図４（ａ）に示すように、ポテンショメータ１５０は、基板１５９の表面に設けられた抵抗帯１５１と抵抗帯１５１の表面に接触して移動可能な可動端子１５５とを有する。抵抗帯１５１の両端の裏面には固定端子１５２，１５３が接続されている。
【００１４】
抵抗帯１５１の略中央の裏面には中間タップ１５４が接続されている。固定端子１５２と中間タップ１５４との間の抵抗値と、固定端子１５３と中間タップ１５４との間の抵抗値とは略等しい。すなわち、各固定端子１５２，１５３と中間タップ１５４との間の抵抗値は、各固定端子１５２，１５３の間の全抵抗値の略１／２である。
【００１５】
可動端子１５５は、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作、すなわち把持部１１１の傾動角度に連動して抵抗帯１５１の表面を摺動する。把持部１１１が前後方向に傾動されると、２基のポテンショメータ１５０のうち一方の可動端子１５５が駆動され、左右方向に傾動されると、他方のポテンショメータ１５０の可動端子１５５が駆動される。把持部１１１に操作力が入力されていない中立状態では、可動端子１５５は、抵抗帯１５１の略中央の表面に位置する（図４（ａ），（ｂ））。このとき、可動端子１５５と中間タップ１５４とは抵抗帯１５１を挟んで対峙する。
【００１６】
制御回路１６０は、アナログ入力部１６１と、処理部１６２と、出力部１６３とを有する。アナログ入力部１６１には、基準電圧入力端子１６４と、接地端子１６５と、操作信号入力端子１６６と、中間タップ電圧入力端子１６７とが設けられている。アナログ入力部１６１は、各端子１６４〜１６７に入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して処理部１６２へ出力する。基準電圧入力端子１６４は、後述するようにポテンショメータ用電源１７０の正極１７１に接続され、接地端子１６５は、ポテンショメータ用電源１７０の負極１７２に接続される。操作信号入力端子１６６は、ポテンショメータ１５０の可動端子１５５に接続され、中間タップ電圧入力端子１６７は、ポテンショメータ１５０の中間タップ１５４に接続される。
【００１７】
処理部１６２は、アナログ入力部１６１から出力されたデジタル信号に基づいて、後述する演算を行い、出力部１６３に信号を出力する。また、処理部１６２は、不揮発性メモリ１６２ａを有する。不揮発性メモリ１６２ａは、後述する中間タップ電圧の値を格納する。
【００１８】
出力部１６３は、処理部１６２から出力された信号に基づいて、アクチュエータドライバ１８０に制御信号を出力する。また、出力部１６３は、処理部１６２から出力された信号に基づいて、モニタ１９０に後述するメンテナンス情報を表示させるための信号を出力する。
【００１９】
ポテンショメータ１５０および制御回路１６０には、出力電圧がＶｓであるポテンショメータ用電源１７０が接続されている。ポテンショメータ用電源１７０の正極１７１は、制御回路１６０の基準電圧入力端子１６４、およびポテンショメータ１５０の固定端子１５２に接続されている。ポテンショメータ用電源１７０の負極１７２は、制御回路１６０の接地端子１６５、およびポテンショメータ１５０の固定端子１５３に接続されている。なお、負極１７２、接地端子１６５、および固定端子１５３は接地されている。したがって、ポテンショメータ１５０の固定端子１５２の電圧はＶｓであり、固定端子１５３の電圧はゼロである。
【００２０】
―――中間タップ１５４の電圧と可動端子１５５の電圧―――
操作レバー１１０ａ，１１０ｂの把持部１１１に操作力が入力されていない中立状態では、上述のように、中間タップ１５４と可動端子１５５とは抵抗帯１５１を挟んで対峙した状態である。したがって、図４（ｃ）に示すように、中間タップ１５４の電圧Ｖｍと可動端子１５５の電圧Ｖｐとは略等しい。この状態から把持部１１１が傾動されて、可動端子１５５が固定端子１５２に接近すると、可動端子電圧Ｖｐは、中間タップ電圧Ｖｍより高くなる。逆に、可動端子１５５が固定端子１５３に接近すると、可動端子電圧Ｖｐは、中間タップ電圧Ｖｍより低くなる。また、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量が多くなるほど、可動端子１５５は中間タップ１５４から離れるため、中間タップ電圧Ｖｍと可動端子電圧Ｖｐとの電圧差△Ｖ＝Ｖｍ−Ｖｐの絶対値（｜△Ｖ｜）は大きくなる。
【００２１】
可動端子１５５の摺動により抵抗帯１５１の一部が偏摩耗すると、抵抗帯１５１の抵抗値が変化する。抵抗帯１５１の摩耗箇所が中間タップ１５４の接続位置から見て、いずれかの固定端子１５２，１５３の方に偏った場合、中間タップ電圧Ｖｍは、抵抗帯１５１の摩耗前と比べて変化する。しかし、把持部１１１に操作力が入力されていない中立状態では、上述のように、可動端子１５５と中間タップ１５４とは抵抗帯１５１を挟んで対峙しているので、可動端子電圧Ｖｐも同様に変化して、中間タップ電圧Ｖｍと略等しくなる。また、把持部１１１の傾動方向と、中間タップ電圧Ｖｍに対する可動端子電圧Ｖｐの高低の関係は変化しない。そこで、本実施の形態では、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量の検出に、中間タップ電圧Ｖｍと可動端子電圧Ｖｐとの電圧差△Ｖを用いる。すなわち、中間タップ電圧Ｖｍと可動端子電圧Ｖｐとの電圧差△Ｖを補正後の操作信号として用いる。以下、詳述する。
【００２２】
―――操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量検出―――
操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量は、図４（ｃ）に示すように、中間タップ電圧Ｖｍと可動端子電圧Ｖｐとの電圧差△Ｖとして制御回路１６０のアナログ入力部１６１へ入力されて、デジタル信号に変換される。そして、以下のように処理部１６２で比較演算される。
【００２３】
図５は、可動端子１５５の位置と可動端子電圧Ｖｐおよびアクチュエータ２００の駆動量との関係を示すグラフである。図５の太実線は、任意の可動端子位置（操作レバー１１０ａ，ｂの操作量）における可動端子電圧Ｖｐを示す。細実線は、中間タップ電圧Ｖｍと可動端子電圧Ｖｐとの電圧差△Ｖに基づいて制御回路１６０で演算されたアクチュエータ２００の駆動量を可動端子位置との関係で示したものである。
【００２４】
操作レバー１１０ａ，１１０ｂの把持部１１１に操作力が入力されていない中立状態（図５の中立位置）では、上述のように、可動端子１５５の電圧Ｖｐは、中間タップ１５４の電圧Ｖｍに略等しい。したがって、処理部１６２での比較演算の結果、中間タップ電圧Ｖｍと可動端子電圧Ｖｐとの電圧差△Ｖの絶対値｜△Ｖ｜が略ゼロである場合、操作レバー１１０ａ，１１０ｂは操作されていないものと判断して、制御信号が出力部１６３に出力される。
【００２５】
操作レバー１１０ａ，１１０ｂがわずかに操作されて、電圧差△Ｖが生じても、電圧差△Ｖの絶対値｜△Ｖ｜が所定値Ｖ１より小さければ、操作レバー１１０ａ，１１０ｂは操作されていないものと判断する。この判断処理は、不感帯領域付加処理と呼ばれ、操作レバー１１０ａ，１１０ｂが中立位置からわずかに傾動されただけで鋭敏にアクチェータ２００が駆動されてしまうのを防止するための処理である。この所定値Ｖ１は、あらかじめ設定された値である。これにより、可動端子位置がＸａからＸｂの範囲内では、アクチュエータ２００は駆動されない。
【００２６】
処理部１６２での比較演算の結果、電圧差△Ｖの絶対値｜△Ｖ｜が所定値Ｖ１以上かつ所定値Ｖ２以下であれば、この電圧差△Ｖに応じた、すなわち、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量に応じた制御信号を出力するよう出力部１６３に信号を出力する。電圧差△Ｖの絶対値｜△Ｖ｜が所定値Ｖ２に等しいとき、アクチェータ２００は、可動範囲の上下限まで駆動される。なお、絶対値｜△Ｖ｜が所定値Ｖ２を越えるように操作レバー１１０ａ，１１０ｂが操作されても、絶対値｜△Ｖ｜が所定値Ｖ２に等しいとみなして制御信号が出力部１６３に出力される。この処理は、サチュレーション領域付加処理と呼ばれ、アクチュエータ２００の制御信号の上下限を電気的に規制する処理である。所定値Ｖ２は、後述するように中間タップ電圧Ｖｍの変動があっても、アクチェータ２００が可動範囲の上下限まで駆動されるようにあらかじめ設定された値である。これにより、可動端子位置が可動範囲の上下限に達していなくても、ＸｃもしくはＸｄまで達すれば、アクチュエータ２００は、その可動範囲の上下限まで駆動される。
【００２７】
これにより、抵抗帯１５１が偏摩耗しても、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの把持部１１１に操作力が入力されていない中立状態では、常に、操作レバー１１０ａ，１１０ｂが操作されていないと判断されて、制御信号がアクチュエータドライバ１８０に出力される。操作レバー１１０ａ，１１０ｂが操作されると、その操作量に応じて不感帯領域付加処理、およびサチュレーション領域付加処理で補正された制御信号が操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量の信号としてアクチュエータドライバ１８０に出力される。
【００２８】
―――中間タップ電圧Ｖｍの変動―――
上述のように、可動端子１５５の摺動により抵抗帯１５１が偏摩耗すると、抵抗帯１５１の抵抗値が変化して、中間タップ電圧Ｖｍが変化する。そこで、制御回路１６０では、抵抗帯１５１が摩耗する前の中間タップ電圧Ｖｍを基準値（中間タップ電圧初期値Ｖｍ０）として不揮発性メモリ１６２ａに記憶する。そして、中間タップ電圧Ｖｍと中間タップ電圧初期値Ｖｍ０とを比較して、その差の絶対値｜△Ｖｍ｜＝｜Ｖｍ−Ｖｍ０｜が所定値Ｖ３を越えると、操作装置の点検を促すメンテナンス情報を表示モニタ１９０に表示するよう、出力部１６３へ信号を出力する。この所定値Ｖ３は、あらかじめ設定された値である。なお、検出された中間タップ電圧Ｖｍを中間タップ電圧初期値Ｖｍ０として記憶するためには、特定のコマンドが不図示の入力装置から入力される必要がある。
【００２９】
―――中間タップ電圧Ｖｍの変動とアクチュエータ２００の駆動量の一例―――
図６は、抵抗帯１５１が偏摩耗した時の可動端子１５５の位置と可動端子電圧Ｖｐ、およびアクチュエータ２００の駆動量との関係を示すグラフの一例である。以下の説明では、抵抗帯１５１が偏摩耗する前の状態を単に摩耗前と呼び、抵抗帯１５１が偏摩耗した状態を単に摩耗後と呼ぶ。図６の太実線は、摩耗前の任意の可動端子位置（操作レバー１１０ａ，ｂの操作量）における可動端子電圧Ｖｐを示す。細実線は、摩耗前の中間タップ電圧Ｖｍと可動端子電圧Ｖｐとの電圧差△Ｖに基づいて制御回路１６０で演算されたアクチュエータ２００の駆動量を可動端子位置との関係で示したものである。太い２点鎖線および細い２点鎖線は、それぞれ摩耗後の可動端子電圧Ｖｐおよびアクチュエータ２００の駆動量である。
【００３０】
通常、抵抗帯１５１の偏摩耗が生じる場所は、操作頻度が多い抵抗帯１５１の一部分である。図６のグラフでは、説明を容易にするため、中間タップ１５４から固定端子１５２までの抵抗帯１５１が一様に摩耗したものと仮定している。中間タップ１５４より電圧が高い部分の抵抗帯１５１が一様に摩耗しているため、この部分の抵抗値は一様に増加する。そのため、この部分での電圧降下が増加するので、中間タップ電圧Ｖｍは、摩耗前の中間タップ電圧（中間タップ電圧初期値）Ｖｍ０よりも低くなる。
【００３１】
固定端子１５２，１５３には、出力電圧がＶｓであるポテンショメータ用電源１７０が接続されているので、固定端子１５２の電圧はＶｓであり、固定端子１５３の電圧はゼロである。この固定端子１５２，１５３の電圧は、抵抗帯１５１の摩耗には影響されない。一方、摩耗後の中間端子電圧Ｖｍは、摩耗前に比べて低下する。したがって、図６における、可動端子位置が中立位置から固定端子１５３側では、可動端子１５５の移動量当たりの電圧変化量、すなわち、可動端子電圧Ｖｐを表すグラフの傾きは小さくなる。逆に、可動端子位置が、中立位置から固定端子１５２側では、可動端子１５５の移動量当たりの電圧変化量、すなわち、可動端子電圧Ｖｐを表すグラフの傾きは大きくなる。したがって、可動端子位置が中立位置から固定端子１５３側では、同じ電圧差△Ｖ＝Ｖｍ−Ｖｐを得るために必要な可動端子１５５の中立位置からの移動量は、増加する。逆に、可動端子位置が中立位置から固定端子１５２側では、同じ電圧差△Ｖ＝Ｖｍ−Ｖｐを得るために必要な可動端子１５５の中立位置からの移動量は、減少する。
【００３２】
可動端子１５５が中立位置より固定端子１５３側に位置する場合の、可動端子位置とアクチュエータ駆動量との関係について説明する。例えば、摩耗前に、可動端子位置がＸ１のときのアクチュエータ駆動量をＹ１とする。また、摩耗前の可動端子位置がＸ１のときの中間タップ電圧Ｖｍ、すなわち中間タップ電圧初期値Ｖｍ０と可動端子電圧Ｖｐとの電圧差△Ｖを△Ｖ（Ｘ１）とする。つまり、アクチュエータ駆動量Ｙ１を得るためには、電圧差△Ｖが△Ｖ（Ｘ１）であればよい。アクチュエータ駆動量は、電圧差△Ｖに基づいて算出されるため、摩耗の有無に関わらず、アクチュエータ駆動量Ｙ１を得るためには、電圧差△Ｖが△Ｖ（Ｘ１）であればよい。
【００３３】
上述のように、摩耗後では、可動端子電圧Ｖｐを表すグラフの傾きが摩耗前に比べて小さいので、電圧差△Ｖを△Ｖ（Ｘ１）と等しくするためには、摩耗前に比べて可動端子１５５は中間タップ１５４より離れた位置（Ｘ２）まで移動される必要がある。なお、電圧差△Ｖは、グラフの傾きと可動端子１５５の中立位置からの距離との積で表されるため、電圧差△Ｖの値が大きいほど、摩耗前後の可動端子位置の差が大きくなる。
【００３４】
アクチュエータ駆動量が−１００％となるためには、上述のように、電圧差△ＶがＶ２であればよい。摩耗前では、可動端子位置がＸｄのときに、電圧差△ＶがＶ２となる。摩耗後では、可動端子位置がＸｆのときに、電圧差△ＶがＶ２となる。
【００３５】
このように、図６に示す偏摩耗の一例では、可動端子１５５が中立位置より固定端子１５３側に位置する場合、摩耗前と同じアクチュエータ駆動量を得るためには、上述のように操作レバー操作量をやや増やす必要がある。なお、本実施の形態の操作装置では、中間タップ電圧Ｖｍと中間タップ電圧初期値Ｖｍ０との絶対値｜△Ｖｍ｜＝｜Ｖｍ−Ｖｍ０｜が上述した所定値Ｖ３となっても、アクチュエータ駆動量が−１００％および＋１００％まで駆動されるように、上記所定値Ｖ２およびＶ３が設定されている。
【００３６】
可動端子１５５が中立位置より固定端子１５２側に位置する場合、可動端子位置とアクチュエータ駆動量との関係は、上述した、可動端子１５５が中立位置より固定端子１５３側に位置する場合とは、逆の傾向となる。すなわち、可動端子電圧Ｖｐを表すグラフの傾きは大きくなるので、摩耗前と同じアクチュエータ駆動量を得るためには、上述のように操作レバー操作量をやや減らす必要がある。
【００３７】
なお、不感帯領域の可動端子位置の上下限位置ＸａおよびＸｂについても、摩耗前後では異なるが、その差は無視できるほど僅かである。すなわち、Ｖ１の値が小さいため、電圧差△ＶがＶ１と等しくなるための可動端子位置を摩耗前後で比較しても、その差は僅かである。
【００３８】
上述した、抵抗帯１５１の偏摩耗の一例では、中間タップ１５４から固定端子１５２までの抵抗帯１５１が一様に摩耗したものと仮定して説明したが、他の箇所が偏摩耗した場合には、任意の位置における可動端子電圧Ｖｐは次のように変化する。
（１）  偏摩耗箇所より固定端子１５２側に可動端子１５５が位置する場合、可動端子電圧Ｖｐは摩耗前より電圧が上がる。
（２）  偏摩耗箇所より固定端子１５３側に可動端子１５５が位置する場合、可動端子電圧Ｖｐは摩耗前より電圧が下がる。
（３）  上述のように、偏摩耗位置に関わらず、中立位置における可動端子電圧Ｖｐは、常に中間タップ電圧Ｖｍに略等しい。
【００３９】
―――フローチャートによる説明―――
図７は、制御回路１６０で実行されるプログラムの動作を示すフローチャートである。不図示のエンジンスイッチがＯＮされると、図７に示す処理を行うプログラムが起動されて制御回路１６０で実行される。ステップＳ１において、中間タップ電圧Ｖｍを検出してステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、ステップＳ１で検出された中間タップ電圧Ｖｍを初期値として記憶するか否かを判断する。すなわち、特定のコマンドが不図示の入力装置から入力されて、ステップＳ１で検出された中間タップ電圧Ｖｍを初期値として記憶するよう指示されたか否かを判断する。ステップＳ３が肯定判断されるとステップＳ５へ進み、ステップＳ１で検出された中間タップ電圧Ｖｍを中間タップ電圧初期値Ｖｍ０として記憶する。
【００４０】
ステップＳ３が否定判断されるとステップＳ７へ進み、ステップＳ１で検出された中間タップ電圧Ｖｍと不揮発メモリ１６２ａに記憶されている中間タップ電圧初期値Ｖｍ０とを比較し、その差の絶対値｜△Ｖｍ｜を求めてステップＳ９へ進む。ステップＳ９において、ステップＳ７で求めた絶対値｜△Ｖｍ｜が所定値Ｖ３を越えているか否かを判断する。ステップＳ９が肯定判断されるとステップＳ２１へ進み、操作装置の点検を促すメンテナンス情報を表示するよう、表示モニタ１９０へ信号を出力する。
【００４１】
ステップＳ９が否定判断されるか、ステップＳ５もしくはステップＳ２１が実行されるとステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１において、可動端子電圧Ｖｐを検出してステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３において、ステップＳ１で検出した中間タップ電圧ＶｍとステップＳ１１で検出した可動端子電圧Ｖｐとの電圧差△Ｖを算出してステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５において、上述した不感帯領域付加処理、およびサチュレーション領域付加処理を行うなど、ステップＳ１３で算出した△Ｖに基づいて制御信号を生成してステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７において、ステップＳ１５で生成された制御信号を操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量の信号としてアクチュエータドライバ１８０に出力してリターンする。
【００４２】
本発明の操作装置では、次の作用効果を奏する。
（１）  ポテンショメータ１５０の中間タップ１５４と可動端子１５５との電圧差△Ｖに基づいて、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量を検出するようにした。また、電圧差△Ｖが０である場合には、操作レバー１１０ａ，１１０ｂが中立状態であると判断するようにした。これにより、簡便な構造で、抵抗帯１５１の偏摩耗に影響されることなく、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの中立状態を確実に検出できる。
【００４３】
（２）  操作レバー１１０ａ，１１０ｂが操作されると、中間タップ１５４と可動端子１５５との間に電圧差△Ｖが発生し、この電圧差△Ｖに応じて演算された制御信号を操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量の信号として出力する。これにより、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作状態を確実に検出でき、アクチュエータ２００の誤動作を防止できる。
【００４４】
（３）  可動端子電圧Ｖｐに基づいて生成した操作量を示す信号を、中間タップ電圧Ｖｍと可動端子電圧Ｖｐとに基づいて補正して出力する。これにより、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量を適切に反映した信号を出力できる。
（４）  不感帯付加処理やサチュレーション領域付加処理を行うなど、中間タップ１５４と可動端子１５５との間に発生する電圧差△Ｖに基づいて制御信号を生成している。これにより、操作レバー１１０ａ，１１０ｂの操作量に応じてアクチュエータ２００が適切に駆動される。
【００４５】
（５）  抵抗帯１５１に偏摩耗が生じていない状態の中間タップ電圧初期値Ｖｍ０を記憶し、油圧ショベルの稼働中に、中間タップ電圧Ｖｍと比較している。そして、中間タップ電圧初期値Ｖｍ０と中間タップ電圧Ｖｍとの差が所定値Ｖ３を越えると、表示モニタ１９０にメンテナンス情報を表示する。これにより、予防保全が可能になり、突然の機械の稼働停止を防止できるので、稼働率を向上できる。とくに、超大型ショベルのような長期稼働の設備機械の場合、稼働率向上の効果は顕著である。
【００４６】
―――変形例―――
（１）  上述の説明では、中間タップ電圧初期値Ｖｍ０と中間タップ電圧Ｖｍとの差が所定値Ｖ３を越えると、表示モニタ１９０にメンテナンス情報を表示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、中間タップ電圧Ｖｍの経時変化（経年変化）を所定時間毎に記憶しておき、中間タップ電圧Ｖｍの変化率の上昇など、所定の変化が見られる場合にメンテナンス情報を表示するようにしてもよい。また、メンテナンス情報の表示とともに音声による報知を併用してもよい。
【００４７】
（２）  上述の説明では、ポテンショメータ１５０は、抵抗帯１５１を使用するものであったが、本発明はこれに限定されない。中間タップを有するものであれば、たとえば、巻線を使用したポテンショメータであってもよい。
（３）  上述の説明では、建設機械の一例として油圧ショベルを用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、油圧モータや油圧シリンダを用いた起伏機構を有するクレーンや、互いに回動可能に連結された複数のアームを有する関節式アーム作業機にも本発明を適用できる。
【００４８】
（４）  上述の説明では、操作されるアクチュエータ２００は、油圧モータや油圧シリンダであったが、本発明はこれに限定されない。油圧以外の駆動力によって駆動されるアクチュエータであってもよい。
（５）  上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００４９】
上述の実施の形態およびその変形例において、例えば、操作手段は操作レバー１１０ａ，１１０ｂに、記憶手段は不揮発メモリ１６２ａにそれぞれ対応する。電圧比較手段、操作信号出力手段、中間端子電圧管理手段、第１の電圧検出手段、および第２の電圧検出手段は制御回路１６０によって実現される。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における機器構成に何ら限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による操作装置を搭載した油圧ショベルの外観構造を示す斜視図である。
【図２】操作レバー１１０ａ，１１０ｂの外観を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】アクチュエータ２００の制御に関するシステムブロック図である。
【図４】ポテンショメータ１５０の概略構造および電気的な特性を示す図であり、（ａ）は、基板１５９の断面図であり、（ｂ）は回路図であり、（ｃ）は可動端子の位置と可動端子電圧およびアクチュエータ駆動量との関係を示すグラフである。
【図５】可動端子１５５の位置と可動端子電圧Ｖｐおよびアクチュエータ２００の駆動量との関係を示すグラフである。
【図６】抵抗帯１５１が偏摩耗した時の可動端子１５５の位置と可動端子電圧Ｖｐおよびアクチュエータ２００の駆動量との関係を示すグラフの一例である。
【図７】制御回路１６０で実行されるプログラムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１  走行体                                    ２  旋回体
３  運転室                                    ６  フロント装置
４５  油圧ポンプ                            ６１  ブーム
１１０ａ，１１０ｂ  操作レバー              １１１  把持部
１５０  ポテンショメータ                    １５４  中間タップ
１５５  可動端子                            １６０  制御回路
１６１  アナログ入力部                      １６２  処理部
１６２ａ  不揮発メモリ                      １６３  出力部
１７０  ポテンショメータ用電源              １８０  アクチュエータドライバ
１９０  モニタ                              ２００  アクチュエータ
【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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