JP2002013165A - 作業機の操縦システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、モータを小形化し、全体の小形軽
量化を図ることができる作業機の操縦システムを得るこ
とを目的とするものである。 【解決手段】 サーボモータ６６の駆動力により回転さ
れるウォーム７０と、このウォーム７０と噛み合いウォ
ーム７０の回転を作業側回動片７６へ伝達するウォーム
ホイール７２とを有するウォームギヤ機構６８を、サー
ボモータ６６と作業側回動片７６との間に連結した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば油圧ショ
ベル等の重機、産業用ロボット、医療用処置装置、放射
性物質等の危険物取扱装置など、複数の作業側リンク部
材を有する作業装置が、同様のリンク機構を有する操作
レバー装置により操作される作業機に使用される操縦シ
ステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平１０−８８６１９号
公報及び特開平１０−２１９７５１号公報等には、いわ
ゆるマスター・スレーブ方式の操縦システムを有する油
圧ショベルが示されている。このような油圧ショベルの
操作レバー装置は、バケット、アーム及びブームに対応
した直線リンク機構を構成するバケットレバー、アーム
レバー及びブームレバーを有している。

【０００３】また、オペレータによりバケットレバーが
把持され動かされることにより、操作レバー装置の各関
節部分が回動される。各関節部分の回動は、制御装置に
機械的に伝達され、これによりバケット、アーム及びブ
ームが対応するレバーの回動に追従して回動される。こ
のように、作業装置と同様の直線リンク機構を有する操
作レバー装置の動きに追従して作業装置が動くため、操
作が簡単である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の油
圧ショベルにおいては、作業装置の動作能力を超えてレ
バーが操作されないように、モータのトルクによりレバ
ーの動きが規制されていた。しかし、作業者の操作力に
抗するためには、比較的大形のモータが必要となり、シ
ステムの小形軽量化の妨げとなっていた。また、モータ
は停止時にも十分な静止トルクを有する必要があるが、
一般にモータは駆動時のトルクよりも停止時の静止トル
クの方が小さいため、静止トルクを確保することもモー
タの大形化の原因となっていた。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、モータを小形
化し、全体の小形軽量化を図ることができる作業機の操
縦システムを得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る作
業機の操縦システムは、互いに回動可能に連結されて直
列リンク機構を構成している複数の作業側リンク部材を
有する作業装置、及び作業側リンク部材を回動させる駆
動装置を備えた作業機を操縦するためのものであって、
互いに回動可能に連結されて作業装置に対応した直列リ
ンク機構を構成している複数の操作側リンク部材を有し
ている操作レバー装置、作業側リンク部材の回動を検出
する回動センサ、回動センサからの信号に応じて駆動さ
れるモータ、モータにより正逆両方向へ駆動される作業
側可動部と、この作業側可動部に組み合わされ、かつ作
業側可動部に対する中立位置から所定の範囲内で正逆両
方向へ変位可能になっており、操作側リンク部材の回動
が機械的に伝達されて操作側リンク部材の回動に応じて
変位される操作側可動部と、作業側可動部に対する操作
側可動部の中立位置からの相対的な変位を検出する差動
センサとを有している差動検出部、モータと作業側可動
部との間に設けられ、モータの駆動力により回転される
ウォームと、このウォームと噛み合いウォームの回転を
作業側可動部へ伝達するウォームホイールとを有するウ
ォームギヤ機構、及び操作側リンク部材の回動に対応し
て作業側リンク部材が回動されるように、差動センサか
らの信号に応じて駆動装置を制御する制御部を備え、作
業側可動部は、操作側可動部を相対的に中立位置に戻す
方向へモータにより駆動されるものである。

【０００７】請求項２の発明に係る作業機の操縦システ
ムは、差動検出部、モータ及びウォームギヤ機構が、操
作レバー装置の関節部又はその近傍に搭載されているも
のである。

【０００８】請求項３の発明に係る作業機の操縦システ
ムは、互いに回動可能に連結されて直列リンク機構を構
成している複数の作業側リンク部材を有する作業装置、
及び作業側リンク部材を回動させる駆動装置を備えた作
業機を操縦するためのものであって、互いに回動可能に
連結されて作業装置に対応した直列リンク機構を構成し
ている複数の操作側リンク部材を有している操作レバー
装置、作業側リンク部材の回動を検出する回動センサ、
回動センサからの信号に応じて駆動されるモータ、モー
タにより正逆両方向へ駆動される作業側可動部と、この
作業側可動部に組み合わされ、かつ作業側可動部に対す
る中立位置から所定の範囲内で正逆両方向へ変位可能に
なっており、操作側リンク部材の回動が機械的に伝達さ
れて操作側リンク部材の回動に応じて変位される操作側
可動部と、作業側可動部に対する操作側可動部の中立位
置からの相対的な変位を検出する差動センサとを有して
いる差動検出部、モータから作業側可動部への駆動力の
伝達経路に設けられ、モータの停止時に作業側可動部の
変位を機械的に規制するとともに、モータの駆動時には
ブレーキ力を解除するブレーキ装置、及び操作側リンク
部材の回動に対応して作業側リンク部材が回動されるよ
うに、差動センサからの信号に応じて駆動装置を制御す
る制御部を備え、作業側可動部は、操作側可動部を相対
的に中立位置に戻す方向へモータにより駆動されるもの
である。

【０００９】請求項４の発明に係る作業機の操縦システ
ムは、ブレーキ装置として電磁ブレーキ装置を用いたも
のである。

【００１０】請求項５の発明に係る作業機の操縦システ
ムは、作業側可動部と操作側可動部との間に、操作側可
動部を中立位置に戻す方向へ付勢する戻しばねを設けた
ものである。

【００１１】請求項６の発明に係る作業機の操縦システ
ムは、作業側可動部として、モータの駆動力により正逆
両方向へ回動される作業側回動片を用い、操作側可動部
として、作業側回動片と同一の軸線を中心として所定の
角度内で回動可能に作業側回動片に組み合わされている
操作側回動片を用い、作業側回動片に対する操作側回動
片の相対的な回動を差動センサが検出するようにしたも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による油
圧ショベルを示す概略の構成図である。図において、下
部走行体１上には、運転室２Ａを有する上部旋回体２が
旋回可能に設けられている。この上部旋回体２には、作
業装置３が搭載されている。この作業装置３は、ブーム
連結部材３Ａ、このブーム連結部材３Ａに回動可能に連
結されているブーム４、このブーム４に回動可能に連結
されているアーム５、及びこのアーム５に回動可能に連
結されているバケット６を有している。

【００１３】ここで、作業装置３を作業側の直列リンク
機構として見た場合、ブーム連結部材３Ａ、ブーム４、
アーム５、及びバケット６は、それぞれ作業側リンク部
材に相当する。

【００１４】ブーム連結部材３Ａとブーム４との間には
ブームシリンダ７、ブーム４とアーム５との間にはアー
ムシリンダ８、アーム５とバケット６との間にはバケッ
トシリンダ９がそれぞれ設けられている。これらのシリ
ンダ７，８，９としては、油圧シリンダが用いられる。
上部旋回体２は、油圧モータである旋回モータ１０によ
り下部走行体１に対して旋回可能になっている。運転室
２Ａには、作業装置３のリンク機構を適当な比率で縮小
した操作側のリンク機構を構成する操作レバー装置１１
が設けられている。

【００１５】ブーム４の基端部には、ブーム４の回動を
検出する回動センサとしてのブームセンサ１２が設けら
れている。ブーム４とアーム５との連結部には、アーム
５の回動を検出する回動センサとしてのアームセンサ１
３が設けられている。バケット６を回動させるためのリ
ンク機構の一部には、バケット６の回動を検出する回動
センサとしてのバケットセンサ１４が設けられている。
これらのセンサ１２〜１４としては、例えばポテンショ
ンメータなど、回転状態に応じて電気信号を出力する周
知の回転センサを適宜選択して使用することができる。
また、絶対的な回動位置を検出するエンコーダを使用し
てもよい。

【００１６】図２は図１の油圧ショベルの要部を示す概
略のブロック図である。図において、各シリンダ７〜９
及び旋回モータ１０には、それぞれの動作方向を切り換
える切換バルブ２１〜２４が接続されている。また、各
切換バルブ２１〜２４は、それぞれ制御バルブ２５〜２
８により制御される。各制御バルブ２５〜２８には、電
磁比例バルブが使用されている。

【００１７】上記の切換バルブ２１〜２４を有する油圧
回路部２９には、タンク及び油圧ポンプ等（図示せず）
が設けられているのは勿論であり、周知の油圧ショベル
の油圧回路部を利用することもできる。従って、回路構
成の細部については、種々の変更が可能である。この実
施の形態１における駆動装置３０は、油圧シリンダ７〜
９、旋回モータ１０及び油圧回路部２９を有している。

【００１８】各制御バルブ２５〜２８は、それぞれコン
トロールユニット３１からの信号により制御される。コ
ントロールユニット３１には、後述する差動ユニットか
らのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器３２と、Ａ／Ｄ変換器３２からの信号を処理して制御
バルブ２５〜２８に出力するＣＰＵ３３とが設けられて
いる。制御部３４は、制御バルブ２５〜２８及びコント
ロールユニット３１を有している。

【００１９】次に、図３は図１の操作レバー装置１１を
示す側面図、図４は図３の操作レバー装置１１を示す平
面図である。図において、運転室２Ａ内の固定部５１に
は、垂直に伸びるレバー軸５２を中心にレバー軸５２と
一体に回動可能なレバー基台５３が搭載されている。レ
バー基台５３上には、レバー支持部材５４が搭載されて
いる。

【００２０】レバー支持部材５４には、ブームレバー５
５の基端部が回動可能に連結されている。このブームレ
バー５５の先端部には、アームレバー５６が回動可能に
連結されている。さらに、アームレバー５６の先端部に
は、バケットレバー５７が回動可能に連結されている。

【００２１】バケットレバー５７は、操作レバー装置１
１の把手を兼ねており、オペレータが掴み易い形状に構
成される。また、バケットレバー５７には、付属的な機
器を操作するための電気スイッチや安全スイッチ等を搭
載することも可能である。

【００２２】ここで、操作レバー装置１１を操作側の直
列リンク機構として見た場合、レバー支持部材５４、ブ
ームレバー５５、アームレバー５６、及びバケットレバ
ー５７は、それぞれ操作側リンク部材に相当する。ま
た、レバー支持部材５４、ブームレバー５５、アームレ
バー５６、及びバケットレバー５７は、第１ないし第３
の関節部５８〜６０で互いに回動可能に連結されてい
る。

【００２３】固定部５１とレバー基台５３との間には、
固定部５１に対するレバー基台５３の旋回を検出するセ
ンサアセンブリ６１が設けられている。センサアセンブ
リ６１には、レバー基台５３を中立位置に戻す方向へ付
勢するリターンスプリング（図示せず）と、レバー基台
５３の回動（旋回）を検出する旋回センサ（図示せず）
とが設けられている。

【００２４】第１の関節部５８には、ブーム４に対応す
る第１のモータ・センサアセンブリ５０Ａが搭載されて
いる。第２の関節部５９には、アーム５に対応する第２
のモータ・アセンブリ５０Ｂが搭載されている。第２の
関節部６０には、バケット６に対応する第３のモータ・
アセンブリ５０Ｃが搭載されている。差動ユニットは、
３台のモータ・センサアセンブリ５０Ａ〜５０Ｃと、１
台のセンサアセンブリ６１とを有している。

【００２５】ブームレバー５５は、ブームレバー軸６２
を介してレバー支持部材５４に取り付けられている。ブ
ームレバー５５は、ブームレバー軸６２を中心としてブ
ームレバー軸６２と一体に回動される。アームレバー５
６は、アームレバー軸６３を介してブームレバー５５の
先端部に取り付けられている。アームレバー５６は、ア
ームレバー軸６３を中心としてアームレバー軸６３と一
体に回動される。

【００２６】バケットレバー５７は、バケットレバー軸
６４を介してアームレバー５６の先端部に取り付けられ
ている。バケットレバー５７は、バケットレバー軸６４
を中心としてバケットレバー軸６４と一体に回動され
る。

【００２７】次に、図５は図３のＶ−Ｖ線に沿う断面
図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。レ
バー支持部材５４の側面には、複数の取付部材６５を介
してサーボモータ６６、減速機６７及びウォームギヤ機
構６８が取り付けられている。サーボモータ６６は、ブ
ームセンサ１２からの信号に応じて駆動される。

【００２８】ウォームギヤ機構６８は、フレーム６９、
このフレーム６９内に設けられ、サーボモータ６６の駆
動力により回転されるウォーム７０、このウォーム７０
の軸線に対して直交する方向へ延びるホイール軸７１、
及びウォーム７０と噛み合いホイール軸７１と一体に回
転されるウォームホイール７２を有している。

【００２９】また、フレーム６９には、ホイール軸７１
と平行に延びるギヤ軸７３、ウォームホイール７２と噛
み合いギヤ軸７３と一体に回転される回転検出ギヤ７
４、及びサーボモータ６６をサーボ制御するためにギヤ
軸７３の回転を検出するサーボ用ポテンションメータ７
５が搭載されている。

【００３０】ホイール軸７１には、ホイール軸７１と一
体に回動される作業側可動部としての作業側回動片７６
が固定されている。作業側回動片７６には、円環状の嵌
合溝７６ａとセンサ収容部７６ｂとが設けられている。

【００３１】作業側回動片７６には、操作側可動部とし
ての操作側回動片７７が組み合わされている。操作側回
動片７７は、ブームレバー軸６２の回動中心を中心とし
てブームレバー軸６２と一体に回動される。また、操作
側回動片７７は、作業側回動片７６と同一の軸線を中心
として作業側回動片７６に対する中立位置から所定の範
囲（角度）内で正逆両方向へ相対的に回動可能になって
いる。

【００３２】さらに、操作側回動片７７には、嵌合溝７
６ａに挿入され操作側回動片７７の相対的な回動に伴っ
て嵌合溝７６ａ内を移動する円弧状の嵌合突起７７ａが
設けられている。ブームレバー軸６２、ホイール軸７
１、作業側回動片７６、嵌合溝７６ａ、操作側回動片７
７及び嵌合突起７７ａは、それぞれ同一の軸線を中心と
して配置されている。

【００３３】センサ収容部７６ｂ内には、作業側回動片
７６に対する操作側回動片７７の中立位置からの相対的
な変位を検出する中立復帰形の差動センサ７８が収容さ
れている。差動センサ７８から出力されるアナログ電気
信号は、制御部３４のコントロールユニット３１へ送ら
れる。なお、サーボモータ６６、減速機６７、サーボ用
ポテンションメータ７５及び差動センサ７８の内部構造
は図示しない。また、サーボモータ６６、サーボ用ポテ
ンションメータ７５及び差動センサ７８に接続された配
線の図示も省略する。

【００３４】第１のモータ・センサアセンブリ５０Ａ
は、サーボモータ６６、減速機６７、ウォームギヤ機構
６８、作業側回動片７６、操作側回動片７７及び差動セ
ンサ７８を有している。また、第２及び第３のモータ・
アセンブリ５０Ｂ，５０Ｃの構造も、第１のモータ・セ
ンサアセンブリ５０Ａと同様である。

【００３５】図７は図５の作業側回動片７６を示す正面
図、図８は図５の操作側回動片７７を示す正面図であ
る。なお、図７は図５の左側から作業側回動片７６を見
た図、図８は図５の右側から操作側回動片７７を見た図
である。

【００３６】作業側回動片７６の嵌合溝７６ａの一部に
は、溝幅を広げることにより円弧状のばね収容部７６ｃ
が設けられている。ばね収容部７６ｃには、操作側回動
片７７を中立位置に戻す方向へ付勢する戻しばね７９が
収容されている。操作側回動片７７の嵌合突起７７ａに
は、戻しばね７９の両端部に当接する一対の当接部７７
ｂが設けられている。このような構成により、作業側回
動片７６に対する操作側回動片７７の相対的な回動範囲
が所定の角度内に規制されている。

【００３７】また、操作側回動片７７には、差動センサ
７８に係合するピン８０が固定されている。さらに、実
施の形態１における差動検出部は、作業側回動片７６、
操作側回動片７７、差動センサ７８、戻しばね７９及び
ピン８０を有している。

【００３８】次に、動作について説明する。運転室２Ａ
に搭乗したオペレータは、操作レバー装置１１のバケッ
トレバー５７を把持し、バケット６及び作業現場を目視
しながら、バケット６を動かすようにバケットレバー５
７を移動させる。これにより、操作レバー装置１１の各
レバー５５〜５７が各関節部５８〜６０で回動される。

【００３９】各レバー５５〜５７が回動されると、対応
するモータ・センサアセンブリ５０Ａ〜５０Ｃの操作側
回動片７６が一体に回動される。このとき、ブーム４、
アーム５及びバケット６はまだ回動しておらず、センサ
１２〜１４からの信号では回動量がゼロであるため、作
業側回動片７６は停止したままである。従って、操作側
回動片７７は、作業側回動片７６に対して中立位置から
一方向へ相対的に回動される。

【００４０】このとき、嵌合突起７７ａが嵌合溝７６ａ
内を摺動し、一方の当接部７７ｂにより戻しばね７９が
圧縮される。作業側回動片７６に対する操作側回動片７
７の相対的な回動角度は、戻しばね７９の圧縮範囲によ
り規制されている。また、作業側回動片７６は、サーボ
モータ６６によって回動されるが、戻しばね７９の圧縮
範囲を超えて操作側から作業側回動片７６を無理に変位
させることは、ウォームギヤ機構６８によって規制され
ている。

【００４１】このように、操作側回動片７７が作業側回
動片７６に対して相対的に回動されると、差動センサ７
８からコントロールユニット３１に信号が出力される。
差動センサ７８からの信号は、Ａ／Ｄ変換器３２により
デジタル信号に変換され、さらにＣＰＵ３３で演算処理
された後、対応する制御バルブ２５〜２７に出力され
る。

【００４２】制御バルブ２５〜２７は、コントロールユ
ニット３１からの信号により操作され、制御バルブ２５
〜２７により切換バルブ２１〜２３が制御される。従っ
て、レバー５５〜５７が回動されると、それらの動作に
僅かに遅れて対応するブーム４、アーム５及びバケット
６がそれぞれ同様に回動される。

【００４３】このようなブーム４、アーム５及びバケッ
ト６の回動は、センサ１２〜１４により検出され、これ
により対応するサーボモータ６６が駆動され、操作側回
動片７７を中立位置に戻す方向へ作業側回動片７６が回
動される。即ち、操作レバー装置１１の操作により操作
側回動片７７が回動されると、同方向へ追従するように
サーボモータ６６により作業側回動片７６が回動され
る。従って、レバー５５〜５７を連続して回動させる
と、操作側回動片７７及び作業側回動片７６が回動され
続け、対応するブーム４、アーム５及びバケット６がそ
れぞれ連続して回動される。

【００４４】また、レバー５５〜５７の回動が停止すれ
ば、作業側回動片７６が操作側回動片７７に追いつき、
操作側回動片７７が中立位置に戻り、差動センサ７８か
らの信号が出力されず（又は差動０の信号が出力さ
れ）、対応するブーム４、アーム５及びバケット６の回
動も停止される。勿論、各レバー５５〜５７の回動方向
と、対応するブーム４、アーム５及びバケット６の回動
方向とは、同じになるように予め設定されている。

【００４５】次に、旋回動作について説明する。バケッ
トレバー５７を握ったままで、操作レバー装置１１全体
を旋回させたい方向へ回動させると、その回動方向がセ
ンサアセンブリ６１内の旋回センサにより検出され、そ
の信号がコントロールユニット３１へ送られ、旋回モー
タ１０が駆動される。旋回方向への力を操作レバー装置
１１に加えるのを止めると、センサアセンブリ６１内の
リターンスプリングにより操作レバー装置１１が中立位
置に戻され、上部旋回体２の旋回も停止される。

【００４６】このように、操作レバー装置１１のリンク
機構に追従して、作業装置３のリンク機構をスムーズに
動作させることができるため、オペレータは、作業装置
３を直接動かすのに近い感覚で操作レバー装置１１を容
易に操作することができる。また、バケットレバー５７
を動かせば、操作レバー装置１１のリンク機構は自動的
に最短距離で追従するので、各リンクの個別の角度等を
考慮する必要もない。従って、特別な熟練を必要とせず
に作業効率を向上させることができ、工期全体としても
大幅な短縮を図ることができる。

【００４７】さらに、作業装置３及び操作レバー装置１
１の各リンク部材は１：１で対応しているため、例えば
ブーム４の動作に対するアーム５の対比速度や対比変位
量などを考慮する必要もなく、装置構成が簡単である。
即ち、各油圧シリンダ７〜９及び旋回モータ１０への作
動油の配分が自動的に行われるため、ディストリビュー
タでの複雑な制御は不要であり、油圧回路部２９に設け
られたポンプの出力を最大限に利用して、大幅なコスト
ダウンを図ることができる。さらにまた、既存の油圧作
業機への操縦システムの装着が容易であり、かつメンテ
ナンスも容易である。

【００４８】また、サーボモータ６６の駆動力がウォー
ムギヤ機構６８を介して作業側回動片７６に伝達される
ため、操作レバー装置１１側から作業側回動片７６が回
動されるのを簡単な構造で容易に規制することができ、
サーボモータ６６を小形化することができる。これによ
り、モータ・センサアセンブリ５０Ａ〜５０Ｃを関節部
５８〜６０やその近傍に搭載することができ、操作レバ
ー装置１１全体をコンパクトに構成することができると
ともに、伝達ロスの少ない構造とすることができる。さ
らに、サーボモータ６６に要求される静止トルクも小さ
くて済み、これによってもサーボモータ６６を小形化す
ることができる。

【００４９】実施の形態２．次に、図９はこの発明の実
施の形態２による操作レバー装置の要部を示す断面図で
ある。実施の形態１では、ホイール軸７１がブームレバ
ー軸６２と同軸上に配置されていたが、実施の形態２で
は、ブームレバー軸６２に対してホイール軸７１がオフ
セットされるように、ウォームギヤ機構６８がレバー支
持部材５４の側面に取り付けられている。

【００５０】ホイール軸７１には、ホイール軸７１と一
体に回転する第１の伝達ギヤ８１が固定されている。作
業側回動片７６には、第１の伝達ギヤ８１と噛み合い作
業側回動片７６と一体に回動する第２の伝達ギヤ８２が
固定されている。他の構成は、実施の形態１と同様であ
る。

【００５１】このような構成によっても、実施の形態１
と同様の効果が得られる。また、実施の形態１に比べ
て、操作レバー装置１１の幅寸法（図９の左右方向の寸
法）を小さくすることができる。

【００５２】なお、実施の形態１，２では、ウォームギ
ヤ機構６８を関節部５８〜６０又はその近傍に搭載した
が、例えば操作レバー装置の基端部にモータや差動検出
部が搭載され、基端部と関節部との間にベルトやチェー
ンなどの伝達機構が設けられる構成においては、ウォー
ムギヤ機構を基端部側に搭載してもよい。即ち、ウォー
ムギヤ機構は、モータから作業側可動部への駆動力の伝
達経路であれば、どこに設けてもよい。

【００５３】実施の形態３．次に、図１０はこの発明の
実施の形態３による操作レバー装置の要部を示す平面図
である。サーボモータ６６は、レバー支持部材５４の側
面に固定されている。第１の伝達ギヤ８３は、サーボモ
ータ６６により直接駆動される。作業側回動片７６に
は、第１の伝達ギヤ８３と噛み合い作業側回動片７６と
一体に回動する第２の伝達ギヤ８４が固定されている。

【００５４】レバー支持部材５４の側面には、取付部材
８５を介して電磁ブレーキ装置８６が固定されている。
サーボモータ６６の停止時には、作業側回動片７６の回
動が電磁ブレーキ装置８６のブレーキ力により機械的に
規制される。また、サーボモータ６６に電圧が印加され
たとき、即ちサーボモータ６６から駆動力が出力されて
いる間は、電磁ブレーキ装置８６のブレーキ力が電磁力
により解除され、作業側回動片７６が回動可能となる。

【００５５】なお、第２及び第３の関節部５９，６０に
も、図１０と同様の差動検出部、サーボモータ６６、伝
達ギヤ８３，８４及び電磁ブレーキ装置８６が搭載され
ている。また、操作レバー装置以外の構成は、実施の形
態１と同様である。

【００５６】このような構成によれば、サーボモータ６
６の停止時に、作業側回動片７６の回動が電磁ブレーキ
装置８６により強制的に規制されるため、サーボモータ
６６の静止トルクを小さくすることができ、サーボモー
タ６６を小形化することができる。

【００５７】なお、電磁ブレーキ装置のタイプや設置位
置などは実施の形態３に限定されるものではない。例え
ば、作業側回動片７６の外周面に直接接触して回動を規
制するタイプの電磁ブレーキ装置であってもよい。ま
た、サーボモータ６６の軸の回転を電磁ブレーキ装置で
規制することにより、作業側回動片７６の回動を規制す
ることもできる。

【００５８】また、実施の形態１〜３では、油圧ショベ
ル、特に油圧バックホーについて示したが、この発明
は、例えばトラックバックホー、ジャンボブレーカ、ク
ラッシャ、クラムシェル、油圧フォーク（はさみ）、油
圧バイブロなど、種々の油圧作業機に適用することがで
きる。また、バケットの代わりに種々のアタッチメント
を取り付けてもよい。

【００５９】さらに、下部走行体を持たない定置式の作
業機にもこの発明を適用することができ、かつ操作レバ
ー装置を作業機本体外に設けることも可能である。例え
ば、海底、湖底、川底、深い穴の底等での作業を行うた
めの作業装置を、別に設けた操作レバー装置により遠隔
操作する場合にも、この発明は適用できる。また、建設
用に限らず、あらゆる作業に使用される油圧作業機にこ
の発明は適用できる。

【００６０】さらにまた、実施の形態１〜３では、駆動
装置に油圧シリンダを用いた油圧作業機について説明し
たが、駆動装置に電動モータを用いた電動の作業機につ
いてもこの発明を適用することができる。従って、医療
用処置装置（例えば先端部の作業側リンク部材に、レー
ザ照射ヘッド、内視鏡、又は放射線照射装置が搭載され
たものなど）、宇宙空間での作業機、放射線など人体に
有害な環境下での作業機など、あらゆる分野に使用され
るマスタ・スレーブ方式の作業機にも、この発明を適用
することができる。

【００６１】なお、この発明を油圧重機に適用する場
合、作業装置よりも小さいサイズの操作レバー装置を用
いることが多いが、他の技術分野の作業機にこの発明を
適用する場合、作業装置と等倍の操作レバー装置や、作
業装置よりも大形の操作レバー装置を用いてもよい。

【００６２】また、作業装置及び操作レバー装置のリン
ク機構の関節数は、特に限定されるものではない。逆に
言うと、この発明を適用することより、関節数を増加さ
せ、作業装置の細かい動きを実現することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による油圧ショベル
を示す概略の構成図である。

【図２】 図１の油圧ショベルの要部を示す概略のブロ
ック図である。

【図３】 図１の操作レバー装置を示す側面図である。

【図４】 図３の操作レバー装置を示す平面図である。

【図５】 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

【図７】 図５の作業側回動片を示す正面図である。

【図８】 図５の操作側回動片を示す正面図である。

【図９】 この発明の実施の形態２による操作レバー装
置の要部を示す断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態３による操作レバー
装置の要部を示す平面図である。

【符号の説明】

３Ａ ブーム連結部材、４ ブーム、５ アーム、６
バケット、７ ブームシリンダ、８ アームシリンダ、
９ バケットシリンダ、１１ 操作レバー装置、１２
ブームセンサ、１３ アームセンサ、１４ バケットセ
ンサ、３０ 駆動装置、３４ 制御部、５４ レバー支
持部材、５５ ブームレバー、５６ アームレバー、５
７ バケットレバー、５８〜６０ 関節部、６６ サー
ボモータ、６８ ウォームギヤ機構、７０ ウォーム、
７２ ウォームホイール、７６作業側回動片、７７ 操
作側回動片、７８ 差動センサ、７９ 戻しばね、８６
電磁ブレーキ装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB02 AB03 AB04 BA02 DA04 DB04 EA06 3F059 AA08 BC02 EA05 3H089 AA01 AA21 DB32 EE36 FF02 FF12 GG02 JJ02 JJ06 3J070 AA03 BA02 BA08 BA11 BA17 BA35 BA47 CA02 CC03 CC42 CC43 CC64 CC71 CD12 DA21 EA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに回動可能に連結されて直列リンク
   機構を構成している複数の作業側リンク部材を有する作
   業装置、及び上記作業側リンク部材を回動させる駆動装
   置を備えた作業機を操縦するための作業機の操縦システ
   ムであって、 互いに回動可能に連結されて上記作業装置に対応した直
   列リンク機構を構成している複数の操作側リンク部材を
   有している操作レバー装置、 上記作業側リンク部材の回動を検出する回動センサ、 上記回動センサからの信号に応じて駆動されるモータ、 上記モータにより正逆両方向へ駆動される作業側可動部
   と、この作業側可動部に組み合わされ、かつ上記作業側
   可動部に対する中立位置から所定の範囲内で正逆両方向
   へ変位可能になっており、上記操作側リンク部材の回動
   が機械的に伝達されて上記操作側リンク部材の回動に応
   じて変位される操作側可動部と、上記作業側可動部に対
   する上記操作側可動部の上記中立位置からの相対的な変
   位を検出する差動センサとを有している差動検出部、 上記モータと上記作業側可動部との間に設けられ、上記
   モータの駆動力により回転されるウォームと、このウォ
   ームと噛み合い上記ウォームの回転を上記作業側可動部
   へ伝達するウォームホイールとを有するウォームギヤ機
   構、及び上記操作側リンク部材の回動に対応して上記作
   業側リンク部材が回動されるように、上記差動センサか
   らの信号に応じて上記駆動装置を制御する制御部を備
   え、上記作業側可動部は、上記操作側可動部を相対的に
   上記中立位置に戻す方向へ上記モータにより駆動される
   ことを特徴とする作業機の操縦システム。
2. 【請求項２】 上記差動検出部、上記モータ及び上記ウ
   ォームギヤ機構が、上記操作レバー装置の関節部又はそ
   の近傍に搭載されていることを特徴とする請求項１記載
   の作業機の操縦システム。
3. 【請求項３】 互いに回動可能に連結されて直列リンク
   機構を構成している複数の作業側リンク部材を有する作
   業装置、及び上記作業側リンク部材を回動させる駆動装
   置を備えた作業機を操縦するための作業機の操縦システ
   ムであって、 互いに回動可能に連結されて上記作業装置に対応した直
   列リンク機構を構成している複数の操作側リンク部材を
   有している操作レバー装置、 上記作業側リンク部材の回動を検出する回動センサ、 上記回動センサからの信号に応じて駆動されるモータ、 上記モータにより正逆両方向へ駆動される作業側可動部
   と、この作業側可動部に組み合わされ、かつ上記作業側
   可動部に対する中立位置から所定の範囲内で正逆両方向
   へ変位可能になっており、上記操作側リンク部材の回動
   が機械的に伝達されて上記操作側リンク部材の回動に応
   じて変位される操作側可動部と、上記作業側可動部に対
   する上記操作側可動部の上記中立位置からの相対的な変
   位を検出する差動センサとを有している差動検出部、 上記モータから上記作業側可動部への駆動力の伝達経路
   に設けられ、上記モータの停止時に上記作業側可動部の
   変位を機械的に規制するとともに、上記モータの駆動時
   にはブレーキ力を解除するブレーキ装置、及び上記操作
   側リンク部材の回動に対応して上記作業側リンク部材が
   回動されるように、上記差動センサからの信号に応じて
   上記駆動装置を制御する制御部を備え、上記作業側可動
   部は、上記操作側可動部を相対的に上記中立位置に戻す
   方向へ上記モータにより駆動されることを特徴とする作
   業機の操縦システム。
4. 【請求項４】 上記ブレーキ装置は、電磁ブレーキ装置
   であることを特徴とする請求項３記載の作業機の操縦シ
   ステム。
5. 【請求項５】 上記作業側可動部と上記操作側可動部と
   の間には、上記操作側可動部を上記中立位置に戻す方向
   へ付勢する戻しばねが設けられていることを特徴とする
   請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の作業機の操
   縦システム。
6. 【請求項６】 上記作業側可動部は、上記モータの駆動
   力により正逆両方向へ回動される作業側回動片により構
   成され、 上記操作側可動部は、上記作業側回動片と同一の軸線を
   中心として所定の角度内で回動可能に上記作業側回動片
   に組み合わされている操作側回動片により構成され、 上記差動センサは、上記作業側回動片に対する上記操作
   側回動片の相対的な回動を検出することを特徴とする請
   求項１ないし請求項５のいずれかに記載の作業機の操縦
   システム。