JP3889745B2 - 建設機械の操作レバー装置および建設機械 - Google Patents

建設機械の操作レバー装置および建設機械 Download PDF

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Description

【０００1】
本出願は、日本国特許出願２００１−３３９２８７号（２００１年１１月５日出願）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。
技術分野
本発明は、操作レバーの先端に取り付けられるグリップに、原動機回転数を制御するための操作部材を備えた建設機械の操作レバー装置と、その操作レバー装置を有する建設機械に関する。
【０００2】
背景技術
エンジン回転数操作部材を備えた操作レバーとして、例えば特許２７５２８２０号公報に開示されているものが知られている。これは、回転不能な旋回レバーのグリップ本体に、エンジン回転数を制御するための操作部材をグリップ本体に対して回転可能に設けたものである。これにより、グリップ本体を握って旋回操作を行う際に、誤って操作部材が操作されることを防止できるとともに、操作部材を操作しているときに、誤って操作レバーが回動されることを防止できる。
【０００3】
クレーン作業機は、ブーム起伏ドラム、主巻ドラムおよび補巻ドラム等を搭載しており、オペレータは操作レバーを複合操作して複数のドラムを同時に駆動させることがある。例えば、主巻ドラムを駆動させつつブーム起伏ドラムを駆動させたり、主巻ドラムを駆動させつつ補巻ドラムを駆動させる。このように複数のドラムの駆動を制御する場合にも、任意にエンジン回転数を調整可能とすることが望まれる。しかしながら、上記公報の操作レバーでは、旋回レバーのグリップ本体に操作部材が設けられているため、複数のドラムの駆動を指令しつつエンジン回転数を調整することは困難である。また、操作部材を誤って操作した場合には、エンジン回転数が不所望に変動してしまう。
【０００4】
発明の開示
本発明は、複数のアクチュエータの駆動を指令しつつ原動機回転数を容易に調整する建設機械の操作レバー装置およびその操作レバー装置を有する建設機械を提供するものである。
また、本発明は、調整した原動機回転数が不所望に変動しないようにする建設機械の操作レバー装置およびその操作レバー装置を有する建設機械を提供するものである。
【０００5】
本発明による建設機械の操作レバー装置は、複数の駆動体に対して駆動指令するジョイスティックレバーと、ジョイスティックレバーの先端部に、ジョイスティックレバーに対して回転不能に設けられたグリップ本体と、グリップ本体に対して回転可能で、原動機回転数を調整するために回転操作される操作部材と、操作部材からの原動機回転数指令信号を有効と無効の間で切り換える切換スイッチとを有し、操作部材を有する操作レバー装置は、建設機械の運転室の左右両側に配置され、切換スイッチからの指令に応じて、運転室 の左右両側に配置された操作レバー装置のうち、いずれかの操作レバー装置に設けられた操作部材からの原動機回転数指令信号を有効にする。
本発明による建設機械の操作レバー装置は、複数の駆動体に対して駆動指令するジョイスティックレバーと、ジョイスティックレバーの先端部に、ジョイスティックレバーに対して回転不能に設けられたグリップ本体と、グリップ本体に対して回転可能で、原動機回転数を調整するために回転操作される操作部材と、操作部材の回転操作に応じた原動機回転数指令信号に対する原動機回転数指令値の特性を変更する変更装置とを有し、操作部材を有する操作レバー装置は、建設機械の運転室の左右両側に配置され、変更装置は、運転室の左側に配置された操作部材を一方向に回転操作すると原動機回転数が増加し、運転室の右側に配置された操作部材を他方向に回転操作すると原動機回転数が増加するように原動機回転数指令値の特性を変更する。
本発明による原動機回転数制御システムは、建設機械の操作レバー装置からの原動機回転数指令値と、アクセルペダルからの原動機回転数指令値と、燃料レバーからの原動機回転数指令値とを比較し、それらの最大値を選択してその最大値に応じた原動機回転数制御を行う。
本発明による建設機械の操作レバー装置は、駆動体に対して駆動指令するレバーと、レバーの先端部にレバーに対して回転不能に設けられたグリップ本体と、グリップ本体の上部に設けられ、原動機回転数を調整するために操作される操作部材と、操作部材によって設定された原動機回転数に固定するロック部材とを有する。
操作部材とロック部材はダイヤルとして一体に形成され、ダイヤルを回転操作して原動機回転数を設定し、ダイヤルを押してその原動機回転数に固定することが好ましい。
レバーは、複数の駆動体に対して駆動指令するジョイスティックレバーでもよい。
本発明による原動機回転数制御システムは、上述したいずれかの操作レバー装置と、建設機械に設けられる原動機と、操作レバー装置に設けられる操作部材によって設定される原動機回転数指令信号に基づいて、設定された回転数となるように原動機の回転数を制御する制御装置とを有する。
本発明による建設機械は上述したいずれかの操作レバー装置と、操作レバー装置によって駆動制御される少なくとも一つの駆動体と、原動機と、操作部材の操作量に応じて、原動機の回転数を調整する制御装置とを有する。
【０００6】
発明を実施するための最良の形態
《第１の実施の形態》
図１〜図８を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
図８は、本発明の第１の実施の形態による操作レバー１０が適用されるクレーンの側面図である。図８に示すように、クレーンは、走行体６１と、走行体６１上に旋回装置６２を介して旋回可能に搭載された旋回体６３と、旋回体６３に起伏可能に支持されたブーム６４とを有する。旋回体６３には、起伏ドラム６５，主巻ドラム６６および補巻ドラム６７が搭載されている。主巻ドラム６６の駆動により、主巻ロープ６６ａが巻き取り／繰り出されて主フック６８が昇降する。補巻ドラム６７の駆動により、補巻ロープ６７ａが巻き取り／繰り出されて補フック６９が昇降する。また、起伏ドラム６５の駆動により、起伏ロープ６５ａが巻き取り／繰り出されてブーム６４が起伏する。
【０００7】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る操作レバー１０の外観を示す斜視図であり、図２は、操作レバー１０の取付部の断面図である。図１および図２に示すように、操作レバー１０は、ユニバーサルジョイント１を介して固定部材２に回動可能に取り付けられたジョイスティックレバーである。ジョイスティックレバー１０の先端にはグリップ１１が設けられており、オペレータはグリップ１１を握ってレバー１０を回動操作する。グリップ１１の頂部には、グリップ１１に対して回転可能な回転操作部材３０が設けられている。回転操作部材３０は、エンジン回転数を調整するために回転操作される。図１に示すように、回転操作部材３０の頂部には、矢印を描いて回転操作部材３０の操作方向を示すようにしてもよい。
【０００8】
レバー１０の下方には、パイロット弁４ａ〜４ｄ（図４参照）にバネを介して支持されたスプール３ａ〜３ｄが、レバー１０の下端面に接して図示の前後左右に配置される。これにより、レバー１０を回動操作すると、レバー１０の回動方向および操作量に応じてスプール３ａ〜３ｄが押し下げられ、押し下げられたスプール３ａ〜３ｄに対応するパイロットバルブ４ａ〜４ｄの減圧度が制御される。レバー１０の回動操作とパイロットバルブ４ａ〜４ｄの駆動については後述する。
【０００9】
図３は、操作レバー１０の配置を示す運転室の平面図である。ジョイスティックレバー１０は、運転席５の左右両側にそれぞれ設けられ、その先端のグリップ１１は、図１にも示すように、オペレータが握って操作しやすいように運転席５に向かって斜めに取り付けられている。なお、左右の操作レバーの構成は同一であり、両方の操作レバー１０にそれぞれ回転操作部材３０が設けられている。以下では左側の操作レバーを符号１０Ｌで、右側の操作レバーを符号１０Ｒでそれぞれ示す。
【００10】
図３に示すように、左側のレバー１０Ｌを前後方向に回動操作すると、後述する油圧回路により補巻ドラム６７が巻き上げまたは巻下げられる。レバー１０Ｌを左右方向に回動操作すると、後述する油圧回路により旋回装置６２が駆動し、旋回体６３が左旋回または右旋回される。また、レバー１０Ｌを例えば右前方４５度、すなわち図３のＢ方向に操作すると、補巻ドラム６７が巻下げられるとともに、旋回体６３が右旋回される。一方、右側のレバー１０Ｒを前後方向に回動操作すると、主巻ドラム６６が巻き上げまたは巻下げられ、左右方向に回動操作すると、起伏ドラム６５が巻き上げまたは巻下げられる。また、レバー１０Ｒを例えば左前方４５度、すなわち図３のＡ方向に操作すると、主巻ドラム６６が巻下げられるとともに、起伏ドラム６５が巻き上げられる。
【００11】
図４は、左側のレバー１０Ｌの回動操作により駆動される補巻ドラム６７および旋回装置６２駆動用の油圧回路図である。なお、図示は省略するが、右側のレバー１０Ｒの回動操作により駆動される起伏ドラム６５および主巻ドラム６６駆動用の油圧回路も、図４の油圧回路と同様に構成される。図４に示すように、補巻ドラム６７および旋回装置６２駆動用の油圧回路は、補巻ドラム６７および旋回装置６２をそれぞれ駆動する油圧モータ４５，４６と、油圧モータ４５，４６に圧油を供給する油圧ポンプ４４と、油圧ポンプ４４から油圧モータ４５，４６に供給される圧油の方向をそれぞれ制御する方向制御弁４２，４３と、方向制御弁４２，４３にパイロット圧を供給するパイロット油圧源４１とを備えている。パイロット油圧源４１は、パイロットバルブ４ａ〜４ｄを介して方向制御弁４２，４３のパイロットポート４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂにそれぞれ接続されている。パイロットバルブ４ａ〜４ｄは、操作レバー１０Ｌの操作量および操作方向に応じて駆動される。なお、油圧ポンプ４４はエンジンによって駆動される。
【００12】
操作レバー１０Ｌを、例えば前方向に操作すると、スプール３ａが押されてパイロットバルブ４ａが駆動され、後方向に操作すると、スプール３ｂが押されてパイロットバルブ４ｂが駆動される。操作レバー１０Ｌを左方向に操作すると、スプール３ｃが押されてパイロットバルブ４ｃが駆動され、右方向に操作すると、スプール３ｄが押されてパイロットバルブ４ｄが駆動される。また、操作レバー１０Ｌを例えば右前方４５度、すなわち図３のＢ方向に操作すると、スプール３ａおよび３ｄが同時に押され、パイロットバルブ４ａおよび４ｄが駆動される。パイロットバルブ４ａ〜４ｄの駆動により、パイロットバルブ４ａ〜４ｄに対応するパイロットポート４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂに、パイロット油圧源４１からのパイロット圧が作用する。パイロットポート４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂに作用するパイロット圧に応じて、方向制御弁４２，４３が中立位置から切り換えられる。その結果、油圧ポンプ４４からの圧油が方向制御弁４２，４３を介して油圧モータ４５、４６に供給され、補巻ドラム６７および旋回装置６２が駆動する。
【００13】
図５は、レバー１０の先端部に取り付けられるグリップ１１の下部断面図である。図５に示すように、略円筒状のグリップ１１の内筒面にはねじ部１１ａが形成され、このねじ部１１ａにレバー１０の先端が螺合されている。グリップ１１の下端部には横方向、すなわちグリップ１１の径方向にねじ穴１１ｂが貫通して設けられ、このねじ穴１１ｂにボルト１２が螺合されている。ボルト１２は、その先端がレバー１０の外周面に当接するまで螺合され、ナット１３で固定されている。これにより、グリップ１１はレバー１０に対して位置決めして固定される。すなわち、グリップ１１はレバー１０に対して回転不能となっている。なお、図５に示すように、ここではねじ穴１１ｂは２つ設けられ、グリップ１１は２カ所で位置決めされている。
【００14】
グリップ１１の下部外周面は、一対の半リング部材１４ａ、１４ｂ（図１参照）により挟み込まれている。半リング部材１４ａ、１４ｂはグリップ１１から突出した鍔部となっており、オペレータがグリップ１１を握ったときに手の縁、すなわち小指側が半リング部材１４ａ、１４ｂの上面に接触する。これにより、グリップ１１が握り易くなり、レバー１０の操作性が向上する。
【００15】
以下、図６（ａ）〜（ｃ）を用いてグリップ１１の内部構造について説明する。図６（ａ）は、グリップ１１の上部側面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、回転操作部材３０は略円筒の蓋状で、略円筒状のグリップ１１の頂部に設けられている。グリップ１１の上端部にはベース部材２１が挿入され、ベース部材２１とグリップ１１はボルト２２によって一体に結合されている。ベース部材２１の中心にはねじ穴２１ａが貫通して形成されている。ねじ穴２１ａには、その下方からポテンショメータ（操作量検出器）２３が螺合され、ポテンショメータ２３は、ベース部材２１の側面を貫通したボルト２４によってベース部材２１に固定されている。また、ねじ穴２１ａには、その上方からカバー２５が螺合され、カバー２５はボルト２６によりベース部材２１に固定されている。
【００16】
ポテンショメータ２３の先端すなわち上部のポテンショ軸２３ａは、縦方向に切り欠き２７ａを有するカップリング２７に挿入されている。切り欠き２７ａには、後述するピン３３が挿入される。カップリング２７とポテンショ軸２３ａとはボルト２８によって一体に固定されている。カップリング２７の外周面とベース部材２１との間，およびポテンショ軸２３ａの先端部とカバー２５との間には、それぞれ隙間が設けられている。これにより、ポテンショ軸２３ａおよびカップリング２７はグリップ１１の軸Ｘ回り、すなわち長手方向中心軸回りに回転可能である。
【００17】
ベース部材２１には、ボールプランジャ２９を介して軸Ｘ回りに回転可能にパイプ３１が取り付けられている。パイプ３１の外側には回転操作部材３０が嵌合され、回転操作部材３０とパイプ３１とはボルト３２で一体に結合されている。パイプ３１にはピン３３が径方向に貫通して設けられている。ピン３３の先端は、ベース部材２１の側面に周方向約９０度にわたって設けられた溝穴２１ｂを貫通し、カップリング２７の切り欠き２７ａに挿入されている。このように、ポテンショ軸２３ａは、ピン３３を介して、カップリング２７，パイプ３１および回転操作部材３０と一体に回転可能となるように構成されている。ピン３３はベース部材２１の側面に設けられた溝穴２１ｂ内を移動するため、ポテンショ軸２３ａ、カップリング２７，パイプ３１および回転操作部材３０は、軸Ｘ回りに約９０度の範囲で回転可能で、それ以上の回転は阻止される。
【００18】
ポテンショメータ２３は、回転操作部材３０の操作量をポテンショ軸２３ａの回転量として検出し、検出値に応じた信号を出力する。なお、回転操作部材３０は、ベース部材２１とパイプ３１との抵抗により、回転操作された位置で停止する。回転操作部材３０は、一般的にはオペレータの指で操作されるため、滑りにくい素材で構成されることが好ましい。
【００19】
グリップ１１の外周面には、旋回ブレーキスイッチ３５が設けられている。旋回ブレーキスイッチ３５をオン操作すると、不図示の旋回ブレーキ装置が作動し、例えば坂路等において旋回体６３が自重により不所望に旋回することを防止できる。ポテンショメータ２３等からの信号線は、グリップ１１およびレバー１０の中心部を貫通してレバー１０の基端部から取り出され、コントローラ５０（図７参照）に接続される。
【００20】
図７に、回転操作部材３０の操作量に応じたエンジン回転数制御のブロック図を示す。コントローラ（回転数制御装置）５０は、ポテンショメータ２３によって検出されたポテンショ軸２３ａの回転量、すなわち回転操作部材３０の操作量を読み込む。そして、コントローラ５０は、回転操作部材３０の操作量に応じてステッピングモータ５２を駆動するように、モータドライバ５１に指令を出力する。ステッピングモータ５２の駆動により、ロッド５３およびリンク５４を介してエンジンのガバナ５５のコントロールレバー５６が回動され、エンジン回転数が変化する。このように、回転操作部材３０の操作量に応じてエンジン回転数が任意に制御される。なお、コントローラ５０は、ポテンショ軸２３ａが９０度回転したときに、予め設定した最大エンジン回転数となるようにモータドライバ５１に指令を出力する。
【００21】
次に、ブーム起伏、フック６８，６９の巻き上げ／巻下げ等のクレーン作業を行う際の、本発明の一実施の形態の特徴的な動作を説明する。これらの作業は、操作レバー１０Ｌ、１０Ｒのグリップ１１をそれぞれ左手および右手で握った状態で行われる。なお、回転操作部材３０は、左右レバー１０Ｌ、１０Ｒにそれぞれ設けられているとする。
【００22】
まず、ブーム起伏作業と主フック６８の巻き上げ／巻下げ作業を行う場合について説明する。上述したように、オペレータが右手でレバー１０Ｒを前後方向に回動操作すると、主巻ドラム６６の駆動により主フック６８が巻き上げ／巻下げられ、左右方向に回動操作すると、起伏ドラム６５の駆動によりブーム６４が起伏する。また、レバー１０Ｒを斜め方向に操作すると、主巻ドラム６６および起伏ドラム６５が同時に駆動する。
【００23】
上述したように、回転操作部材３０はグリップ１１の先端に設けられているので、グリップ１１を握ってレバー１０Ｒを操作する際に、誤って回転操作部材３０を回転操作することを防止できる。特に、右手の小指側を半リング部材１４ａ、１４ｂに接した状態でグリップ１１を握れば、右手が安定し、回転操作部材３０の誤操作を防止できるとともに、レバー１０Ｒを容易に操作することができる。これにより、不所望なエンジン回転数の変化を防止し、クレーン作業をスムーズに行うことができる。
【００24】
なお、右手でレバー１０Ｒを操作する際に、左手でレバー１０Ｌを左右方向に回動操作すると、旋回装置６２が駆動され、旋回体６３が旋回する。このように、ブーム起伏作業および主フック６８の巻き上げ／巻下げ作業と同時に、旋回作業を行うことができる。
【００25】
ブーム起伏作業および主フック６８の巻き上げ／巻下げ作業時に、例えばレバー１０Ｌに設けられた回転操作部材３０を左手で回転操作すると、その操作量に応じて上述したようにエンジン回転数が制御される。ここで、グリップ１１自体はレバー１０Ｌに対して回転しないため、グリップ１１を握った状態で、例えば親指と人差し指とで回転操作部材３０を容易に操作することができる。とくに、左手の小指側を半リング部材１４ａ、１４ｂに接した状態でグリップ１１を握れば、左手が安定し、左手指で回転操作部材３０を容易に操作することができる。これにより、回転操作部材３０の操作のために手首をねじる必要がなく、レバー１０Ｌを誤って回動操作し、不所望に旋回操作あるいは補フック６９の巻き上げ／巻下げ作業が行われることを防止することができる。
【００26】
回転操作部材３０の回転角度は９０度に制限され、ポテンショ軸２３ａが９０度回転したときに、所定の最大エンジン回転数に制御されるので、オペレータはグリップ１１を握り代えなくても、エンジン回転数を最大回転数まで制御することができる。なお、レバー１０Ｒに設けられた回転操作部材３０を、右手の指で回転操作してもよい。これにより、右手のみで起伏ドラム６５および主巻ドラム６６の駆動と、エンジン回転数の調整を行うことができる。
【００27】
つぎに、補フック巻き上げ作業を、上記作業と併せて行う場合について説明する。左手でレバー１０Ｌを前後方向に回動操作すると、補巻ドラム６７の駆動により、補フック６９が巻き上げ／巻下げられる。また、レバー１０Ｌを斜めに操作すると、補フック６９の巻き上げ／巻下げと同時に、旋回体６３が旋回する。このとき、右レバー１０Ｒの回動操作を同時に行い、さらに右手あるいは左手の指で回転操作部材３０を回転操作すると、各ドラム６５〜６７および旋回装置６２の駆動と、エンジン回転数の調整を同時に行うことができる。
【００28】
なお、エンジン回転数は、ペダル操作あるいは燃料レバー操作によっても制御することができる。左右レバー１０Ｌ、１０Ｒにそれぞれ設けられた回転操作部材３０、アクセルペダルおよび燃料レバーが同時に操作された場合は、以下に説明するようにエンジン回転数制御を行う。図９に、エンジン回転数制御について説明する概念図を示す。
【００29】
図９に示すように、左レバー１０Ｌの回転操作部材３０Ｌの操作に応じた回転数指令値、右レバー１０Ｒの回転操作部材３０Ｒの操作に応じた回転数指令値、燃料レバー１００の操作に応じた回転数指令値およびアクセルペダル１０１の操作に応じた回転数指令値は、コントローラ５０の最大値選択回路５０Ａに入力される。最大値選択回路５０Ａは、入力された回転数指令値を比較し、最大値を選択する。最大値選択回路５０Ａで選択された回転数指令値はモータドライバ５１に出力され、指令値に応じた回転数となるようにエンジン回転数が制御される。このように、複数の操作部材によってエンジン回転数の指令が出力された場合は、回転数指令値の最大値を選択し、それに応じてエンジン回転数制御を行う。
【００30】
−第１の実施の形態の変形例１−
左レバー１０Ｌおよび右レバー１０Ｒに設けられた回転操作部材３０Ｌ、３０Ｒのうち、一方の回転操作部材からの信号のみを有効にすることもできる。例えば、オペレータの好みに応じて一方のレバー１０Ｌまたは１０Ｒを選択し、選択したレバーに設けられた回転操作部材の操作に応じた回転数指令値を用いてエンジン回転数制御を行う。図１０に、エンジン回転数制御を説明する概念図を示す。
【００31】
図１０に示すように、左レバー回転操作部材３０Ｌからの回転数指令値および右レバー回転操作部材３０Ｒからの回転数指令値は、ともに切替回路５０Ｂに入力される。切替回路５０Ｂは、切換スイッチ１０２の操作によって切り換えられ、左レバー１０Ｌの回転操作部材３０Ｌまたは右レバー１０Ｒの回転操作部材３０Ｒからの指令値を最大値選択回路５０Ａに出力する。最大値選択回路５０Ａは、切替回路５０Ｂからの回転数指令値、燃料レバー１００からの回転数指令値、およびアクセルペダル１０１からの回転数指令値を比較し、最大値を選択する。最大値選択回路５０Ａで選択された回転数指令値はモータドライバ５１に出力され、指令値に応じた回転数となるようにエンジン回転数が制御される。
【００32】
このように、左右回転操作部材３０Ｌ、３０Ｒを設けた場合に、いずれかの回転操作部材を選択することができる。これにより、オペレータの好みや癖に応じて回転操作部材を切り換えて、操作性を向上させることができる。
【００33】
−第１の実施の形態の変形例２−
左回転操作部材３０Ｌの操作方向と右回転操作部材３０Ｒの操作方向に対するエンジン回転数の増減を切り換えることもできる。図１１に、回転操作部材３０の操作方向に対するエンジン回転数指令の切り換え制御を説明する概念図を示す。なお、回転操作部材３０を反時計回りに操作すると、回転操作部材３０から出力される電圧信号は大きくなる。
【００34】
図１１に示すように、回転操作部材３０からの電圧信号は切替回路５０Ｃに入力される。切替回路５０Ｃは、切換スイッチ１０３の操作に応じて接点Ａあるいは接点Ｂに切り替わる。切替回路５０Ｃの接点Ａには関数発生器５０Ｄが接続され、接点Ｂには関数発生器５０Ｅが接続されている。関数発生器５０Ｄには、図示のように電圧Ｖが大きくなるほど回転数指令値Ｎｉが増加するという関係が予め設定されている。一方、関数発生器５０Ｅには、図示のように電圧Ｖが大きくなるほど回転数指令値Ｎｉが低下するという関係が予め設定されている。関数発生器５０Ｄ，５０Ｅは、電圧Ｖに応じた回転数指令値Ｎｉを、図９に示す最大値選択回路５０Ａ、あるいは図１０に示す切替回路５０Ｂに出力する。
【００35】
回転操作部材３０を運転室の左側に配置する場合は、切換スイッチ１０３によって切替回路５０Ｃを接点Ａに切り換える。これにより、回転操作部材３０を反時計回り、すなわちグリップ１１を握った状態で左手の親指を押し出す方向に操作すると、エンジン回転数が増加する。回転操作部材３０を運転室の右側に配置する場合は、切換スイッチ１０３によって切替回路５０Ｃを接点Ｂに切り換える。これにより、回転操作部材３０を時計回り、すなわちグリップ１１を握った状態で右手の親指を押し出す方向に操作すると、エンジン回転数が増加する。
【００36】
このように、左回転操作部材３０Ｌの操作方向と右回転操作部材３０Ｒの操作方向が互いに逆になるように設定することによって、オペレータは左右回転操作部材３０Ｌ、３０Ｒを違和感なく操作することができる。また、切替回路１０３を切り換えることによって回転操作部材３０からの出力電圧に対する回転数指令値の特性を切り換えるので、左右レバー１０Ｌ、１０Ｒに共通の部品を利用することができる。その結果、コスト削減、組立行程の簡素化等の効果を得ることができる。
【００37】
なお、左回転操作部材３０Ｌを時計回りに操作するとエンジン回転数が増加し、右回転操作部材３０Ｒを反時計回りに操作するとエンジン回転数が増加するように設定してもよい。この回転操作部材３０の操作方向の切替は、操作レバー１０を組み立てる際に設定する。ただし、オペレータが切換スイッチ１０３を操作し、好みに応じて操作方向を切り換えることもできる。
【００38】
−第１の実施の形態の変形例３−
操作レバー１０に設けた回転操作部材３０によって、エンジン回転数を制御するとともに油圧ポンプの傾転量を制御することもできる。図１２に、エンジン回転数制御と傾転量制御を説明する概念図を示す。なお、ここでは説明を簡単にするために、燃料レバー１００およびアクセルペダル１０１によるエンジン回転数制御は行わないものとする。
【００39】
図１２に示すように、左右回転操作部材３０Ｌ、３０Ｒからの信号は切替回路５０Ｆ、５０Ｇにそれぞれ入力される。切替回路５０Ｆの端子Ｃと切替回路５０Ｇの端子Ｆはモータドライバ５１に接続され、切替回路５０Ｆの端子Ｄと切替回路５０Ｇの端子Ｅは油圧ポンプの傾転量を制御するレギュレータ１０５に接続されている。切替回路５０Ｆ、５０Ｇは、切換スイッチ１０４の操作によって互いに連動して切り換えられる。
【００40】
例えば、切換スイッチ１０４によって切替回路５０Ｆが端子Ｃに切り換えられると、切替回路５０Ｇは端子Ｅに切り換えられる。これにより、左レバー回転操作部材３０Ｌの操作に応じてエンジン回転数が制御されるとともに、右レバー回転操作部材３０Ｒの操作に応じてレギュレータ１０５が制御され、油圧ポンプの傾転量が制御される。一方、切換スイッチ１０４によって切替回路５０Ｆが端子Ｄに切り換えられると、切替回路５０Ｇは端子Ｆに切り換えられる。これにより、右レバー回転操作部材３０Ｒの操作に応じてエンジン回転数が制御されるとともに、左レバー回転数操作部材３０Ｌの操作に応じてレギュレータ１０５が制御され、油圧ポンプの傾転量が制御される。
【００41】
このように、操作レバー１０に設けられた回転操作部材３０を用いて油圧ポンプの傾転量調整を行うことができる。これにより、複数のアクチュエータの操作を行いながらエンジン回転数を制御するとともに、傾転量を容易に調整することができ、例えば建設機械を微速走行させる場合等に有効である。
【００42】
なお、左レバー回転操作部材３０Ｌによりエンジン回転数を制御し、右レバー回転操作部材３０Ｒにより傾転量を制御する、あるいはこの反対となるように予め設定しておいてもよい。
【００43】
以上説明した第１の実施の形態においては、回転操作部材３０を左右の操作レバー１０Ｌ、１０Ｒにそれぞれ設けたが、いずれか一方のみに設けてもよい。これにより、部品点数を削減することができる。なお、旋回作業時にはエンジン回転数の調整はあまり行われないので、旋回操作を指令する左レバー１０Ｌに回転操作部材３０を設けることが好ましい。これにより、右レバー１０Ｒの操作により主巻ドラム６６と起伏ドラム６５を駆動しながら、左レバー１０Ｌの回転操作部材３０を左手で操作してエンジン回転数を調整でき、操作性が良好である。
【００44】
なお、操作レバー１０の数は、２つには限定されない。操作レバー１０を運転席５の左右ではなく、前方に配置することもできる。また、操作レバー１０は、一つのレバーで複数の駆動体に駆動指令を出力することのできるジョイスティックレバーであれば、その形状、および内部構造は、上記実施の形態には限定されない。
【００45】
回転操作部材３０の形状は、グリップＸ軸回りに回転可能で、オペレータによって操作しやすいものであれば、略円筒の蓋状には限定されない。例えば、回転操作部材３０を蓋状ではなく、略円筒状とし、その頂部に蓋をはめ込むようにしてもよい。回転操作部材３０の回転角度を９０度以外の角度に制限するようにしてもよい。この場合も、回転操作部材３０の最大操作角度に対応してエンジン回転数を所定の最大値とすることが望ましい。
【００46】
また、グリップ１１のＸ軸回りに回転しない操作部材を用いてエンジン回転数を制御することもできる。図１３〜図１５に、別形態の回転操作部材を備えたグリップ１１の上部断面図を示す。例えば、図１３（ａ）（ｂ）に示すように回転操作部材３０の代わりに、ダイヤル３０Ａをグリップ１１の上部に設ける。図１３（ｂ）に示すようにダイヤル３０Ａはグリップ１１の表面よりわずかに突出しており、オペレータはグリップ１１を握った状態で親指等により容易にダイヤル３０Ａを操作することができる。ダイヤル３０Ａを図の矢印方向に回転すると、その操作量に応じた電圧信号がコントローラ５０に出力される。コントローラ５０は、電圧信号に応じて上述したようにエンジン回転数を制御する。
【００47】
図１４に示すように回転操作部材３０の代わりに、ダイヤル３０Ｂをグリップ１１の上部周面に設けてもよい。ダイヤル３０Ｂを図の矢印方向、すなわちＸ軸方向に回転すると、その操作量に応じた電圧信号がコントローラ５０に出力される。
【００48】
図１５に示すように回転操作部材３０の代わりに、スライドスイッチ３０Ｃをグリップ１１の上部に設けてもよい。スライドスイッチ３０Ｃを図の矢印方向、すなわちＸ軸に略直交する方向に操作すると、その操作量に応じた電圧信号がコントローラ５０に出力される。
【００49】
図１６に示すように回転操作部材３０の代わりに、スライドスイッチ３０Ｄをグリップ１１の上部に設けてもよい。スライドスイッチ３０Ｄを図の矢印方向、すなわちＸ軸方向に操作すると、その操作量に応じた電圧信号がコントローラ５０に出力される。
【００50】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態においては、複数の駆動体、例えば起伏ドラム６５，主巻ドラム６６，補巻ドラム６７および旋回装置６２に対して駆動指令するジョイスティックレバー１０ーの先端部に、ジョイスティックレバー１０に対して回転不能にグリップ１１を設け、グリップ１１に対して回転可能な回転操作部材３０を設けた。回転操作部材３０を回転操作することにより、複数の駆動体の駆動を指令しつつエンジン回転数を容易に調整することができる。
【００51】
回転操作部材３０を設けたジョイスティックレバー１０を、建設機械の運転室の左右いずれか一方に配置することにより、部品点数を削減することができる。回転操作部材３０を、旋回体６２を旋回駆動する旋回装置６２の操作レバーに設けることにより、操作性が向上する。回転操作部材３０を設けたジョイスティックレバー１０を運転室の左右両側に配置することによっても、操作性が向上する。
【００52】
回転操作部材３０をグリップ１１の頂部に設けることにより、クレーン作業中に誤って回転操作部材３０を操作してエンジン回転数を変化させることを防止できる。また、グリップ１１の下部に鍔部１４ａ、１４ｂを設けることにより、グリップ１１を安定して握ることができ、レバー１０を容易に操作することができる。
【００53】
回転操作部材３０を、グリップ１０の長手方向中心であるＸ軸回りに回転可能に構成することにより、回転操作部材３０を指で容易に操作することができる。また、グリップ１１自体はレバー１０に対して回転しないので、回転操作部材３０を操作する際に、誤ってレバー１０を操作することを防止できる。グリップ１１および回転操作部材３０が略円筒状であるので、操作性がよい。回転操作部材３０の回転を、所定の最大エンジン回転数に対応する所定の操作量、例えば９０度で制限することにより、グリップ１１を握り代えることなく、エンジン回転数を最大値まで制御することができる。
【００54】
回転数操作部材３０からの回転数指令値と、燃料レバー１００からの回転数指令値と、アクセルペダル１０１からの回転数指令値とを比較し、最大値を選択してそれに応じたエンジン回転数制御を行う。これにより、複数の操作部材によってエンジン回転数指令が出力された場合にもエンジン回転数制御をスムーズに行うことができる。
【００55】
ジョイスティックレバーとして構成される操作レバー１０を建設機械に設置し、操作レバー１０を用いて複数のアクチュエータに駆動指令を出力し、操作レバー１０に設けられた回転操作部材３０によりエンジン回転数の調整を指令する。コントローラ５０は、回転操作部材３０からの指令、すなわち操作量に応じてエンジン回転数を制御する。これにより、建設機械の操作をスムーズに行うことができる。
【００56】
ジョイスティックレバー形式ではない通常の操作レバーに上述したような回転操作部材３０を設け、エンジン回転数および／またはポンプ傾転量を制御することももちろん可能である。しかし、ジョイスティックレバーはさまざまな方向に操作されるため、上述したような回転操作部材３０を設けることにより、回転操作部材３０の誤操作を防止してさらに効果的にエンジン回転数の制御を行うことができる。
【００57】
操作部材３０によって設定される原動機回転数指令信号に基づいて、設定された回転数となるようにエンジン回転数を制御するので、建設機械の操作をスムーズに行うことができる。
【００58】
《第２の実施の形態》
第２の実施の形態では、上述したような回転操作部材によってエンジン回転数を調整し、さらにその回転数が変化しないようにロックする。以下、本発明の第２の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００59】
図１７に、クレーンの旋回体６３に搭載される旋回装置６２および補巻ドラム６７駆動用の油圧回路図を示す。図１７において、図４に示した部分と同一の機能を有するものには同一の符号を付している。ここでは、第１の実施の形態との相違点を主に説明する。図１７に示すように、第２の実施の形態においては、ジョイスティックレバーを用いずに、旋回装置６２の駆動を指令する旋回レバー１１０と、補巻ドラム６７の駆動を指令する補巻レバー１１１を別々のレバーとして構成する。
【００60】
旋回レバー１１０を操作すると、その操作方向および操作量に応じてスプール１１３ｃ、１１３ｄを介してパイロットバルブ１１４ｃ、１１４ｄが駆動される。補巻レバー１１１を操作すると、その操作方向および操作量に応じてスプール１１３ａ、１１３ｂを介してパイロットバルブ１１４ａ、１１４ｂが駆動される。パイロットバルブ１１４ａ〜ｄの駆動に応じて方向制御弁４２，４３が切り換えられ、油圧モータ４５，４６に圧油が供給されて補巻ドラム６７，旋回装置６２が駆動する。
【００61】
図１８に、旋回レバー１１０に固定されたグリップ１１の上部側面図を示す。グリップ１１の上部には、エンジン回転数を調整するための回転操作部材３０Ｅが設けられている。回転操作部材３０Ｅは、矢印Ｄ１方向、すなわちＸ軸方向に回転操作されるとともに、矢印Ｄ２方向、すなわちＸ軸に直交する方向に押される、いわゆるジョグダイヤルである。ジョグダイヤル３０Ｅを矢印Ｄ１方向に回転してエンジン回転数を設定し、矢印Ｄ２方向に押してその回転数に固定することができる。図１９に、エンジン回転数ロック制御を説明する概念図を示す。
【００62】
図１９に示すように、ジョグダイヤル３０Ｅの回転操作に応じた回転数指令信号は関数発生器５０Ｈに入力される。関数発生器５０Ｈには、図示のように回転数指令信号（電圧）Ｖが大きくなるほど回転数指令値Ｎｉが増加するという関係が予め設定されている。関数発生器５０Ｈは、電圧Ｖに応じた回転数指令値Ｎｉを、ホールド回路５０Ｉに出力する。ジョグダイヤル３０Ｅは矢印Ｄ２方向に押されるとホールド回路５０Ｉにロックオン信号を出力し、矢印Ｄ２方向に再び押されるとホールド回路５０Ｉにロックオフ信号を出力する。
【００63】
ホールド回路５０Ｉは、ロックオン信号が入力されると、その時点での回転数指令値Ｎｉを保持し、モータドライバ５１に出力する。そして、ロックオフ信号が入力されると、ホールド回路５０Ｉは関数発生器５０Ｈから入力される現時点での回転数指令値Ｎｉをモータドライバ５１に出力する。
【００64】
このように、第２の実施の形態においては、ジョグダイヤル３０Ｅによってエンジン回転数を設定し、設定した回転数が変化しないように固定する。旋回レバー１１０を操作する際に誤ってジョグダイヤル３０Ｅを操作した場合にも、エンジン回転数は固定されたままであり、エンジン回転数を不所望に変化させることがない。これにより、操作性が向上する。
【００65】
以上では、回転操作部材３０Ｅを旋回レバー１１０に設けた例を説明したが、補巻レバー１１１等、他のアクチュエータの駆動を指令するレバーに回転操作部材３０Ｅを設けてもよい。ただし、旋回作業時にはエンジン回転数の調整はあまり行わないので、回転操作部材３０Ｅを運転席左側に設けられた旋回レバー１１０に設置することにより、左手でエンジン回転数を制御しながら右手で主巻ドラム６６や起伏ドラム６５の操作を行うことができる。
【００66】
なお、ジョグダイヤル３０Ｅを、複数のアクチュエータの駆動を指令するジョイスティックレバーに設けることもできる。例えば、第１の実施の形態で説明した左レバー１０Ｌに、回転操作部材３０の代わりにジョグダイヤル３０Ｅを設ける。ジョイスティックレバーは複数の方向に操作されるため、通常のレバー、例えば旋回レバー１１０に比べて、グリップ１１の上部に設けられた回転操作部材を誤って操作してしまう可能性が高い。ジョグダイヤル３０Ｅの押し操作によってエンジン回転数を固定することにより、エンジン回転数を不所望に変化させてしまうことがなく、操作性がさらに向上する。
【００67】
なお、ジョグダイヤル３０Ｅの代わりに、図２０（ａ）（ｂ）に示すようなジョグダイヤル３０Ｆをグリップ１１の上部に設けてもよい。図２０（ａ）はグリップ１１を上からみた図、図２０（ｂ）はグリップ１１の上部側面図である。この場合、ジョグダイヤル３０Ｆを矢印Ｄ３方向に回転してエンジン回転数を設定し、ジョグダイヤル３０Ｆを矢印Ｄ４方向に押してその回転数に固定する。
【００68】
また、図２１に示すように、第１の実施の形態で説明した回転操作部材３０の上端にエンジン回転数固定用のスイッチ３０Ｇを設けてもよい。図２１は、グリップ１１の上部側面図である。この場合、回転操作部材３０の操作に応じてエンジン回転数を設定し、スイッチ３０Ｇを矢印Ｄ５方向に押すとその時点での回転数に固定する。スイッチ３０Ｇを設けずに、回転操作部材３０自体が矢印Ｄ５方向に押され、エンジン回転数を固定するようにしてもよい。
【００69】
このように、図２０（ａ）（ｂ）に示すジョグダイヤル３０Ｆあるいは図２１に示すスイッチ３０Ｇを設けることによっても、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【００70】
上記実施の形態において、操作レバー１０Ｌ、１０Ｒおよび旋回レバー１１０をクレーンに適用した例を説明したが、油圧ショベル等の他の建設機械に適用するようにしてもよい。
【００71】
操作レバー１０Ｌ、１０Ｒによって駆動指令されるアクチュエータは、油圧式には限定されず、例えば電動アクチュエータでもよい。回転操作部材３０の操作量を、ポテンショメータ２３以外の操作量検出器によって検出してもよい。
【００72】
また、建設機械の原動機としてエンジンを用いたが、例えばエンジンの代わりに電動モータを用いてもよい。
【００73】
産業上の利用の可能性
以上では、操作レバーをクレーンに適用する場合について説明したが、クレーン以外の建設機械にも同様に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る操作レバーの外観を示す斜視図。
【図２】図１に示す操作レバーの取付部の断面図。
【図３】操作レバーの配置を示す運転室の平面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る操作レバーの操作により駆動されるアクチュエータの油圧回路図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る操作レバーの下部断面図。
【図６】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る操作レバーの上部側面図、（ｂ）は図６（ａ）のＩ−Ｉ断面図、（ｃ）は図６（ｂ）のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図７】エンジン回転数制御装置の構成を示す図。
【図８】本発明が適用されるクレーンの全体構成図。
【図９】エンジン回転数制御の概念図。
【図１０】エンジン回転数制御の概念図。
【図１１】回転操作部材の操作方向に対するエンジン回転指令の切換制御の概念図。
【図１２】エンジン回転数制御と傾転量制御の概念図。
【図１３】（ａ）は、操作レバーを上からみた図、図１３（ｂ）は操作レバーの上部側面図。
【図１４】操作レバーの上部側面図。
【図１５】操作レバーの上部側面図。
【図１６】操作レバーの上部側面図。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る操作レバーの操作により駆動されるアクチュエータの油圧回路図。
【図１８】操作レバーの上部側面図。
【図１９】エンジン回転数固定制御の概念図。
【図２０】（ａ）は操作レバーを上からみた図、図２０（ｂ）は操作レバーの上部側面図。
【図２１】操作レバーの上部側面図。

Claims (8)

  1. 複数の駆動体に対して駆動指令するジョイスティックレバーと、
    前記ジョイスティックレバーの先端部に、前記ジョイスティックレバーに対して回転不能に設けられたグリップ本体と、
    前記グリップ本体に対して回転可能で、原動機回転数を調整するために回転操作される操作部材と、
    前記操作部材からの原動機回転数指令信号を有効と無効の間で切り換える切換スイッチとを有し、
    前記操作部材を有する前記操作レバー装置は、前記建設機械の運転室の左右両側に配置され、
    前記切換スイッチからの指令に応じて、前記運転室の左右両側に配置された前記操作レバー装置のうち、いずれかの操作レバー装置に設けられた前記操作部材からの原動機回転数指令信号を有効にする建設機械の操作レバー装置。
  2. 複数の駆動体に対して駆動指令するジョイスティックレバーと、
    前記ジョイスティックレバーの先端部に、前記ジョイスティックレバーに対して回転不能に設けられたグリップ本体と、
    前記グリップ本体に対して回転可能で、原動機回転数を調整するために回転操作される操作部材と、
    前記操作部材の回転操作に応じた原動機回転数指令信号に対する原動機回転数指令値の特性を変更する変更装置とを有し、
    前記操作部材を有する前記操作レバー装置は、前記建設機械の運転室の左右両側に配置され、
    前記変更装置は、前記運転室の左側に配置された前記操作部材を一方向に回転操作すると原動機回転数が増加し、前記運転室の右側に配置された前記操作部材を他方向に回転操作すると原動機回転数が増加するように前記原動機回転数指令値の特性を変更する建設機械の操作レバー装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載の建設機械の操作レバー装置からの原動機回転数指令値と、アクセルペダルからの原動機回転数指令値と、燃料レバーからの原動機回転数指令値とを比較し、それらの最大値を選択してその最大値に応じた原動機回転数制御を行う原動機回転数制御システム。
  4. 駆動体に対して駆動指令するレバーと、
    前記レバーの先端部に、前記レバーに対して回転不能に設けられたグリップ本体と、
    前記グリップ本体の上部に設けられ、原動機回転数を調整するために操作される操作部材と、
    前記操作部材によって設定された原動機回転数に固定するロック部材とを有する建設機械の操作レバー装置。
  5. 請求項４に記載の建設機械の操作レバー装置において、
    前記操作部材と前記ロック部材はダイヤルとして一体に形成され、前記ダイヤルを回転操作して原動機回転数を設定し、前記ダイヤルを押してその原動機回転数に固定する。
  6. 請求項４または請求項５に記載の操作レバー装置において、
    前記レバーは、複数の駆動体に対して駆動指令するジョイスティックレバーである。
  7. 請求項１，２，４〜６のいずれか１項に記載の建設機械の操作レバー装置と、
    建設機械に設けられる原動機と、
    前記操作レバー装置に設けられる前記操作部材によって設定される原動機回転数指令信号に基づいて、設定された回転数となるように前記原動機の回転数を制御する制御装置とを有する原動機回転数制御システム。
  8. 請求項１，２，４〜６のいずれか１項に記載の建設機械の操作レバー装置と、
    前記操作レバー装置によって駆動制御される少なくとも一つの駆動体と、
    原動機と、
    前記操作部材の操作量に応じて、前記原動機の回転数を調整する制御装置とを有する建設機械。
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