JP2019039135A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】機体に対して変位可能な作業腕の先端部に作業部材が取り付けられた作業機械において、作業部材を動かすのに必要な操作を容易にすることができる作業機械を提供する。【解決手段】作業機械のオペレータが把持しながら操作する操作レバーは、操作レバーをその中立位置から複数の操作方向の何れかに移動させる第１操作と、第１操作とは異なる操作であって、且つ、第１操作が行われている状態でも実行可能な第２操作とを許容する。操作レバーの操作状況に応じて、作業腕及び作業部材の少なくとも一方の動作を制御する制御装置は、第２操作が行われていない場合であって、且つ、第１操作が行われている場合には、第１操作に対応する方向へ作業部材を移動させ、第２操作が行われている場合であって、且つ、第１操作が行われていない場合には、作業腕に対する作業部材の姿勢を変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械に関し、詳しくは、機体に対して変位可能な作業腕の先端部に作業部材が取り付けられた作業機械に関する。

作業機械として、例えば、油圧ショベルが知られている。油圧ショベルは、機体としての上部旋回体及び下部走行体と、作業腕としてのブーム及びアームと、当該アームの先端部に取り付けられた作業部材としてのバケットとを備える。

油圧ショベルでは、例えば、上部旋回体及び下部走行体に対するバケットの位置を調整し、アームに対するバケットの姿勢を調整することで、掘削等の所望の動作を行う。

ここで、バケットの位置調整は、ブーム及びアームの複合動作と、ブームが配置された上部旋回体の下部走行体に対する旋回動作とによって行われる。

ブーム及びアームの複合動作を行うために、ブーム及びアームを別々の操作レバーで操作するのが一般的である。例えば、第１操作レバーの前後方向への操作によってアームを動かし、第２操作レバーの前後方向への操作によってブームを動かす。

また、上部旋回体の下部走行体に対する旋回動作は、第１操作レバー及び第２操作レバーの一方を用いて行われるのが一般的である。例えば、第１操作レバーの左右方向への操作により、上部旋回体の下部走行体に対する旋回動作が行われる。

同様に、バケットの姿勢調整は、第１操作レバー及び第２操作レバーの他方を用いて行われるのが一般的である。例えば、第２操作レバーの左右方向への操作により、アームに対するバケットの姿勢が調整される。

このように、バケットの位置調整及び姿勢調整は、２本の操作レバーを別々に或いは同時に操作することで行われるのが一般的である。そのため、バケットを思い通りに動かすには、オペレータの熟練が要求される。

下記特許文献１には、バケットの位置調整操作のうち、ブーム及びアームの複合動作を行うのに必要な操作を容易にするための技術が開示されている。具体的には、右側操作レバーを前後方向に揺動することにより、バケットが水平姿勢を維持した状態で前後方向に移動し、左側操作レバーを前後方向に揺動することにより、バケットが水平姿勢を維持した状態で上下方向に移動する。

特開平７−１６６５７３号公報

特許文献１では、左右の操作レバーを用いて、バケットの位置調整が行われ、左右の操作レバーの何れかを用いて、バケットの姿勢調整が行われる。そのため、従来と同様に、バケットを動かすのに必要な操作を両手で行うことになる。したがって、バケットを動かすのに必要な操作が難しいことに変わりはない。

本発明の目的は、機体に対して変位可能な作業腕の先端部に作業部材が取り付けられた作業機械において、作業部材を動かすのに必要な操作を容易にすることができる作業機械を提供することである。

本願の発明者は、上記の目的を達成するために、単一の操作レバーに対する操作に着目して検討を進めた。その結果、以下の知見を得るに至った。

作業部材の位置調整は、操作レバーをその中立位置から複数の操作方向の何れかに移動させることで行われる。このような移動操作とは異なる操作によって作業部材の姿勢調整を行うようにすれば、作業部材の位置調整及び姿勢調整を単一の操作レバーに対する操作によって実現することができる。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。

本発明による作業機械は、機体と、前記機体に対して変位可能な作業腕と、前記作業腕の先端部に取り付けられ、前記作業腕に対する姿勢を変更可能な作業部材と、前記作業機械のオペレータが把持しながら操作する操作レバーと、前記操作レバーの操作状況に応じて、前記作業腕及び前記作業部材の少なくとも一方の動作を制御する制御装置とを備え、前記操作レバーは、前記操作レバーをその中立位置から複数の操作方向の何れかに移動させる第１操作と、前記第１操作とは異なる操作であって、且つ、前記第１操作が行われている状態でも実行可能な第２操作とを許容し、前記制御装置は、前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第１操作が行われている場合には、前記第１操作に対応する方向へ前記作業部材を移動させ、前記第２操作が行われている場合であって、且つ、前記第１操作が行われていない場合には、前記作業腕に対する前記作業部材の姿勢を変更する。

上記作業機械においては、作業部材を移動させる操作だけでなく、作業部材の姿勢を変更する操作も、操作レバーに対する操作だけで実現することができる。つまり、上記作業機械においては、作業部材を動かすのに必要な操作を片手で実現することができる。そのため、作業部材を動かすのに必要な操作を容易にすることができる。

上記作業機械において、好ましくは、前記制御装置は、前記第１操作が行われている場合であって、且つ、前記第２操作が行われている場合には、前記第１操作に対応する方向とは異なる方向へ前記作業部材を移動させる。

上記の態様においては、作業部材が移動する方向を増やすことができる。そのため、作業部材の動きについての自由度が向上する。

上記作業機械において、好ましくは、前記第１操作は、前記操作レバーをその中立位置から第１操作方向へ移動させる第１移動操作と、前記操作レバーをその中立位置から前記第１操作方向とは反対の第２操作方向へ移動させる第２移動操作とを含み、前記制御装置は、前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第１移動操作が行われている場合には、前記作業機械の前方へ前記作業部材を移動させ、前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第２移動操作が行われている場合には、前記作業機械の後方へ前記作業部材を移動させ、前記第２操作が行われている場合であって、且つ、前記第１移動操作が行われている場合には、前記作業機械の上方へ前記作業部材を移動させ、前記第２操作が行われている場合であって、且つ、前記第２移動操作が行われている場合には、前記作業機械の下方へ前記作業部材を移動させる。

上記の態様においては、作業部材を作業機械の前後方向及び上下方向に移動させるための操作を、操作レバーに対する第１移動操作及び第２移動操作と、これらの移動操作と第２操作との組み合わせにより、実現することができる。

上記作業機械において、好ましくは、前記第１移動操作は、前記操作レバーをその中立位置から前記作業機械の前方へ移動させる操作であり、前記第２移動操作は、前記操作レバーをその中立位置から前記作業機械の後方へ移動させる操作である。

上記の態様においては、第１移動操作及び第２移動操作に伴う操作レバーの操作方向が、これらの移動操作のみを行うときの作業部材の移動方向と一致している。そのため、作業機械のオペレータは、操作レバーを操作するときに、作業部材が移動する方向を直感的に理解することができる。

上記作業機械において、好ましくは、前記第１操作は、さらに、前記操作レバーをその中立位置から前記第１操作方向及び前記第２操作方向の各々に垂直な第３操作方向へ移動させる第３移動操作と、前記操作レバーをその中立位置から前記第３操作方向とは反対の第４操作方向へ移動させる第４移動操作とを含み、前記制御装置は、前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第３移動操作が行われている場合には、前記作業機械の左方へ前記作業部材を移動させ、前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第４移動操作が行われている場合には、前記作業機械の右方へ前記作業部材を移動させる。

上記の態様においては、作業部材を作業機械の左右方向に移動させるための操作を、操作レバーに対する第３移動操作及び第４移動操作により、実現することができる。

上記作業機械において、好ましくは、前記第３移動操作は、前記操作レバーをその中立位置から前記作業機械の左方へ移動させる操作であり、前記第４移動操作は、前記操作レバーをその中立位置から前記作業機械の右方へ移動させる操作である。

上記の態様においては、第３移動操作及び第４移動操作に伴う操作レバーの操作方向が、これらの移動操作のみを行うときの作業部材の移動方向と一致している。そのため、作業機械のオペレータは、操作レバーを操作するときに、作業部材が移動する方向を直感的に理解することができる。

上記作業機械において、好ましくは、前記機体は、下部走行体と、前記下部走行体に対して旋回可能に配置され、前記作業腕が設けられた上部旋回体とを含み、前記制御装置は、前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第３移動操作が行われている場合には、前記上部旋回体を左旋回させることで、前記作業機械の左方へ前記作業部材を移動させ、前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第４移動操作が行われている場合には、前記上部旋回体を右旋回させることで、前記作業機械の右方へ前記作業部材を移動させる。

上記の態様においては、上部旋回体に設けられた作業腕が上部旋回体の左右方向への旋回に伴って左右方向に移動することで、作業腕に取り付けられた作業部材が左右方向に移動する。そのため、作業部材を左右方向に移動させるための機構を作業腕そのものに設けなくてもよい。その結果、作業腕の構造が必要以上に複雑になるのを回避することができる。

上記作業機械において、好ましくは、前記操作レバーは、前記オペレータが把持するレバー本体と、前記レバー本体に設けられた操作スイッチとを含み、前記第１操作は、前記レバー本体に対する操作であり、前記第２操作は、前記操作スイッチに対する操作である。

上記の態様においては、操作スイッチを操作するだけで、第２操作を行うことができる。そのため、第１操作をしながら、第２操作をすることが容易にできる。

上記作業機械において、好ましくは、前記作業機械は、油圧ショベルである。

本発明による作業機械によれば、作業部材を動かすのに必要な操作を容易にすることができる。

本発明の実施の形態による作業機械としての油圧ショベルの概略構成を示す右側面図である。 図１に示す油圧ショベルが備える主要な構成要素を示す説明図である。 操作レバーの概略構成を示す右側面図である。 図２に示すコントローラを示すブロック図である。 コントローラによるバケットの動作制御の一部を示すフローチャートである。 コントローラによるバケットの動作制御の他の一部を示すフローチャートである。 バケットが地面に接触している状態を示す説明図である。 操作レバーが中立位置にある状態で、第１操作スイッチ及び第２操作スイッチの各々が操作されていない状態を示す説明図である。 操作レバーが後方向に操作されている状態で、第１操作スイッチ及び第２操作スイッチの各々が操作されていない状態を示す説明図である。 バケットが図６に示す位置から後方向に移動している状態を示す説明図である。 操作レバーが後方向に操作されている状態で、第２操作スイッチが押圧操作されている状態を示す説明図である。 バケットの姿勢が図９に示す姿勢から土砂を抱え込む姿勢に変更された状態を示す説明図である。 バケットが図１１に示す状態から上方に向かって移動している状態を示す説明図である。 操作レバーが左方向に操作されている状態で、第１操作スイッチ及び第２操作スイッチの各々が操作されていない状態を示す説明図である。 バケットが図１２に示す状態から左方向に旋回している状態を示す説明図である。 操作レバーが前方向に操作されている状態で、第１操作スイッチ及び第２操作スイッチの各々が操作されていない状態を示す説明図である。 バケットが図１２又は図１４に示す状態から前方向に移動している状態を示す説明図である。 操作レバーが中立位置にある状態で、第１操作スイッチが押圧操作されていることを示す説明図である。 バケットが抱え込んでいる土砂を排出している状態を示す説明図である。 操作レバーが前方向に操作された状態で、第１操作スイッチが押圧操作されていることを示す説明図である。 バケットが図１８に示す位置から下方向に移動している状態を示す説明図である。 バケットが図１８に示す位置から前方向に移動している状態を示す説明図である。 バケットが図２１に示す位置から下方向に移動している状態を示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳述する。

図１を参照しながら、本発明の実施の形態による作業機械としての油圧ショベル１０について説明する。図１は、油圧ショベル１０の概略構成を示す右側面図である。

なお、以下の説明において、前後方向、上下方向及び左右方向とは、油圧ショベル１０のオペレータから見た方向（つまり、油圧ショベル１０が備える上部旋回体１４の前後方向、上下方向及び左右方向）のことをいう。

油圧ショベル１０は、機体としての下部走行体１２及び上部旋回体１４と、作業装置１６とを備える。以下、これらについて説明する。

下部走行体１２は、左右一対のクローラ１２１を有する。左右一対のクローラ１２１が駆動することにより、下部走行体１２が地面Ｇ１に沿って移動する。

上部旋回体１４は、下部走行体１２の上方に位置している。上部旋回体１４は、下部走行体１２に対して旋回可能に配置されている。上部旋回体１４が旋回するときの中心軸線ＣＬ１は、上下方向に延びている。

上部旋回体１４は、旋回フレーム１４１と、エンジンルーム１４２と、キャブ１４３とを含む。以下、これらについて説明する。

旋回フレーム１４１は、下部走行体１２に対して旋回可能に配置されている。旋回フレーム１４１は、エンジンルーム１４２と、キャブ１４３と、作業装置１６とを支持する。

エンジンルーム１４２は、旋回フレーム１４１の上面に配置されている。エンジンルーム１４２は、油圧ショベル１０の駆動源としてのエンジンを収容する。

キャブ１４３は、旋回フレーム１４１の上面に配置されている。キャブ１４３は、オペレータが着座する運転席と、オペレータが油圧ショベル１０を操作するための各種の操作装置を収容する。

作業装置１６は、旋回フレーム１４０の上面に配置されている。作業装置１６は、ブーム１６１と、アーム１６２と、バケット１６３と、ブームシリンダ１６４と、アームシリンダ１６５と、バケットシリンダ１６６とを含む。

ブーム１６１は、旋回フレーム１４０に対して起伏可能に配置されている。アーム１６２は、ブーム１６１の先端部に対して揺動可能に配置されている。バケット１６３は、アーム１６２の先端部に対して回動可能に配置されている。

ブームシリンダ１６４は、ブーム１６１を旋回フレーム１４０に対して起伏させるように駆動する。アームシリンダ１６５は、アーム１６２をブーム１６１に対して揺動させるように駆動する。バケットシリンダ１６６は、バケット１６３をアーム１６２に対して回動させるように駆動する。ブームシリンダ１６４、アームシリンダ１６５及びバケットシリンダ１６６は、それぞれ、油圧シリンダである。

図２を参照しながら、油圧ショベル１０についてさらに説明する。図２は、油圧ショベル１０の主要な構成要素を示す説明図である。

油圧ショベル１０は、操作レバー１８と、前後方向操作検出センサ２０と、旋回方向操作検出センサ２２と、第１スイッチ操作検出センサ２４と、第２スイッチ操作検出センサ２６と、コントローラ２８と、旋回モータ３０と、旋回モータ用油圧回路３２と、ブームシリンダ用油圧回路３４と、アームシリンダ用油圧回路３６と、バケットシリンダ用油圧回路３８とをさらに備える。

操作レバー１８は、バケット１６３の動作を制御するときに、油圧ショベル１０のオペレータによって操作される。ここで、バケット１６３の動作は、バケット１６３の上部旋回体１４に対する位置を変更するための動作と、バケット１６３の下部走行体１２に対する位置を変更するための動作と、バケット１６３のアーム１６２に対する姿勢を変更するための動作とのうち、少なくとも一つを含む。操作レバー１８は、キャブ１４３内に配置されている。

図３を参照しながら、操作レバー１８について説明する。図３は、操作レバー１８の概略構成を示す右側面図である。

操作レバー１８は、基台１８０と、レバー本体１８１と、第１操作スイッチ１８２と、第２操作スイッチ１８３とを含む。

基台１８０は、レバー本体１８１を支持する。基台１８０は、キャブ１４３内に固定されている。

レバー本体１８１は、油圧ショベル１０のオペレータによって把持される。レバー本体１８１は、バケット１６３の上部旋回体１４に対する位置や、バケット１６３の下部走行体１２に対する位置を変更するときに操作される。

レバー本体１８１は、基台１８０に対して揺動可能に配置されている。具体的には、レバー本体１８１は、図３に示す中立位置から前方、後方、左方及び右方の各々に向かって傾倒可能に配置されている。

つまり、本実施の形態では、レバー本体１８１の前方への傾倒操作が第１移動操作に対応し、レバー本体１８１の後方への傾倒操作が第２移動操作に対応し、レバー本体１８１の左方への傾倒操作が第３移動操作に対応し、レバー本体１８１の右方への傾倒操作が第４移動操作に対応する。

レバー本体１８１は、軸部１８１１と、頭部１８１２とを含む。軸部１８１１は、頭部１８１２を支持する。軸部１８１１は、基台１８０から上方に向かって延びている。

第１操作スイッチ１８２及び第２操作スイッチ１８３は、バケット１６３のアーム１６２に対する姿勢を変更するときに操作される。第１操作スイッチ１８２及び第２操作スイッチ１８３は、頭部１８１２に配置されている。第１操作スイッチ１８２及び第２操作スイッチ１８３は、前後方向に並んでいる。第１操作スイッチ１８２は、第２操作スイッチ１８３よりも前方に位置している。

再び、図２を参照しながら説明する。

前後方向操作検出センサ２０は、レバー本体１８１が前方及び後方の何れに向かって傾倒されているかを検出する。前後方向操作検出センサ２０は、レバー本体１８１が傾倒している方向を示す信号（前後方向操作信号）をコントローラ２８に出力する。具体的には、レバー本体１８１が前方に向かって傾倒されている場合、前後方向操作検出センサ２０は、前後方向操作信号として、前方操作信号を出力する。レバー本体１８１が後方に向かって傾倒されている場合、前後方向操作検出センサ２０は、前後方向操作信号として、後方操作信号を出力する。

旋回方向操作検出センサ２２は、レバー本体１８１が左方及び右方の何れに向かって傾倒されているかを検出する。旋回方向操作検出センサ２２は、レバー本体１８１が傾倒している方向を示す信号（旋回方向操作信号）をコントローラ２８に出力する。具体的には、レバー本体１８１が左方に向かって傾倒されている場合、旋回方向操作検出センサ２２は、旋回方向操作信号として、左旋回操作信号を出力する。レバー本体１８１が右方に向かって傾倒されている場合、旋回方向操作検出センサ２２は、旋回方向操作信号として、右旋回操作信号を出力する。

第１スイッチ操作検出センサ２４は、第１操作スイッチ１８２が操作されているか否かを検出する。第１スイッチ操作検出センサ２４は、第１操作スイッチ１８２が操作されていることを示す信号（第１スイッチ操作信号）をコントローラ２８に出力する。

第２スイッチ操作検出センサ２６は、第２操作スイッチ１８３が操作されているか否かを検出する。第２スイッチ操作検出センサ２６は、第２操作スイッチ１８３が操作されていることを示す信号（第２スイッチ操作信号）をコントローラ２８に出力する。

コントローラ２８は、バケット１６３の動作を制御する。コントローラ２８は、例えば、中央演算処理装置が記憶装置に記憶されているプログラムを読み出して、所定の処理を行うことで実現される。なお、コントローラ２８の少なくとも一部を、ＡＳＩＣ等の集積回路によって実現してもよい。コントローラ２８の詳細については、後述する。

旋回モータ３０は、上部旋回体１４を下部走行体１２に対して旋回させる。旋回モータ３０は、油圧モータである。

旋回モータ用油圧回路３２は、油圧アクチュエータとしての旋回モータ３０を油圧によって駆動する回路である。

ブームシリンダ用油圧回路３４は、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ１６４を油圧によって駆動する回路である。

アームシリンダ用油圧回路３６は、油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ１６５を油圧によって駆動する回路である。

バケットシリンダ用油圧回路３８は、油圧アクチュエータとしてのバケットシリンダ１６６を油圧によって駆動する回路である。

旋回モータ用油圧回路３２、ブームシリンダ用油圧回路３４、アームシリンダ用油圧回路３６及びバケットシリンダ用油圧回路３８は、それぞれ、油圧ポンプ、コントロールバルブ及び電磁弁を含む。油圧ポンプは、油圧ショベル１０のエンジンによって駆動され、作動油を油圧アクチュエータに供給する。コントロールバルブは、パイロット式の切換弁であり、入力されるパイロット圧に応じて、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御する。電磁弁は、コントローラ２８からの指令により、パイロット圧を変化させる。したがって、コントローラ２８は、各油圧回路３２、３４、３６、３８のコントロールバルブを通じて、各油圧アクチュエータ（旋回モータ３０、ブームシリンダ１６４、アームシリンダ１６５及びバケットシリンダ１６６）の作動を制御することができる。なお、油圧ポンプは、各油圧回路３２、３４、３６、３８に共通のものであってもよい。

図４を参照しながら、コントローラ２８について説明する。図４は、コントローラ２８の概略構成を示すブロック図である。

コントローラ２８は、操作内容判定部としての入力信号判定部２８１と、バケット位置制御部２８２と、バケット姿勢制御部２８３とを備える。

入力信号判定部２８１は、前後方向操作検出センサ２０、旋回方向操作検出センサ２２、第１スイッチ操作検出センサ２４及び第２スイッチ操作検出センサ２６のうち、何れのセンサからどのような信号が入力されているかを判定する。つまり、入力信号判定部２８１は、操作レバー１８に対する操作内容を確認する。

バケット位置制御部２８２は、操作レバー１８に対する操作内容に応じて、バケット１６３の位置を制御する。バケット１６３の位置は、ブームシリンダ１６４、アームシリンダ１６５及び旋回モータ３０のなかから選ばれる１又は複数のアクチュエータを駆動することで制御できる。

バケット位置制御部２８２は、前後位置制御部２８２１と、左右位置制御部２８２２と、上下位置制御部２８２３とを備える。以下、これらについて説明する。

前後位置制御部２８２１は、油圧ショベル１０の前後方向でのバケット１６３の位置を制御する。油圧ショベル１０の前後方向でのバケット１６３の位置は、ブームシリンダ１６４及びアームシリンダ１６５を駆動することで制御できる。なお、地面Ｇ１（図１参照）に対するバケット１６３の姿勢（つまり、バケット１６３の角度）を維持しながらバケット１６３を前後方向に移動させてもよい。この場合、ブームシリンダ１６４及びアームシリンダ１６５だけでなく、バケットシリンダ１６６も駆動する必要がある。

左右位置制御部２８２２は、油圧ショベル１０の左右方向でのバケット１６３の位置を制御する。油圧ショベル１０の左右方向でのバケット１６３の位置は、旋回モータ３０を駆動することで制御できる。

上下位置制御部２８２３は、油圧ショベル１０の上下方向でのバケット１６３の位置を制御する。油圧ショベル１０の上下方向でのバケット１６３の位置は、ブームシリンダ１６４及びアームシリンダ１６５を駆動することで制御できる。なお、地面Ｇ１（図１参照）に対するバケット１６３の姿勢（つまり、バケット１６３の角度）を維持しながらバケット１６３を上下方向に移動させてもよい。この場合、ブームシリンダ１６４及びアームシリンダ１６５だけでなく、バケットシリンダ１６６も駆動する必要がある。

バケット姿勢制御部２８３は、押圧操作された操作スイッチの種類（第１操作スイッチ１８２及び第２操作スイッチ１８３の何れか）、つまり、操作レバー１８に対する第２操作の内容に応じて、バケット１６３のアーム１６２に対する姿勢を制御する。具体的には、以下のとおりである。

第１操作スイッチ１８２が押圧操作されている場合、バケット姿勢制御部２８３は、バケット１６３が抱え込んでいる操作対象としての土砂を排出する向き、すなわち、開き方向に、バケット１６３をアーム１６２に対して回動させることで、バケット１６３の姿勢を制御する。第２操作スイッチ１８３が押圧操作されている場合、バケット姿勢制御部２８３は、バケット１６３が土砂を抱え込む向き、すなわち、掬い上げ方向に、バケット１６３をアーム１６２に対して回動させることで、バケット１６３の姿勢を制御する。

ここで、入力信号判定部２８１は、操作レバー１８に対する操作内容（つまり、入力されたセンサ信号の種類）に応じて、バケット１６３の動作を決定し、当該動作を制御する制御部を選択する。バケット１６３の動作を制御する制御部は、前後位置制御部２８２１、左右位置制御部２８２２、上下位置制御部２８２３及びバケット姿勢制御部２８３のなかから選択される。入力信号判定部２８１は、選択した制御部にバケット１６３の動作を制御させる。具体的には、以下のとおりである。

入力信号判定部２８１は、前後方向操作検出センサ２０からの信号がコントローラ２８に入力されている場合であって、且つ、第１スイッチ操作検出センサ２４及び第２スイッチ操作検出センサ２６の何れからも信号が入力されていない場合には、要求されているバケット１６３の動作が前後方向への移動であると判定し、前後位置制御部２８２１にバケット１６３の位置を制御させるために、入力された信号を前後位置制御部２８２１に出力する。そして、前後位置制御部２８２１は、現時点での地面Ｇ１（図１参照）に対するバケット１６３の姿勢（つまり、バケット１６３の角度）を維持しながら、入力された信号に対応する方向（前方又は後方）にバケット１６３を移動させる。

入力信号判定部２８１は、旋回方向操作検出センサ２２からの信号がコントローラ２８に入力されている場合であって、且つ、第１スイッチ操作検出センサ２４及び第２スイッチ操作検出センサ２６の何れからも信号が入力されていない場合には、要求されているバケット１６３の動作が左右方向への移動であると判定し、左右位置制御部２８２２にバケット１６３の位置を制御させるために、入力された信号を左右位置制御部２８２２に出力する。そして、左右位置制御部２８２１は、現時点での地面Ｇ１（図１参照）に対するバケット１６３の姿勢（つまり、バケット１６３の角度）を維持しながら、入力された信号に対応する方向（左旋回方向又は右旋回方向）にバケット１６３を移動させる。

入力信号判定部２８１は、前後方向操作検出センサ２０からの信号（具体的には、前方への操作を示す信号）がコントローラ２８に入力されている場合であって、且つ、第１スイッチ操作検出センサ２４からの信号が入力されている場合には、要求されているバケット１６３の動作が下方向への移動であると判定し、上下位置制御部２８２３にバケット１６３の位置を制御させるために、入力された信号を上下位置制御部２８２３に出力する。そして、上下位置制御部２８２３は、現時点での地面Ｇ１（図１参照）に対するバケット１６３の姿勢（つまり、バケット１６３の角度）を維持しながら、バケット１６３を下方向に移動させる。

入力信号判定部２８１は、前後方向操作検出センサ２０からの信号（具体的には、後方への操作を示す信号）がコントローラ２８に入力されている場合であって、且つ、第２スイッチ操作検出センサ２６からの信号が入力されている場合には、要求されているバケット１６３の動作が上方向への移動であると判定し、上下位置制御部２８２３にバケット１６３の位置を制御させるために、入力された信号を上下位置制御部２８２３に出力する。そして、上下位置制御部２８２３は、バケット１６３が土砂を抱え込むように、バケット１６３の姿勢を変更した後、このときの地面Ｇ１（図１参照）に対するバケット１６３の姿勢（つまり、バケット１６３の角度）を維持しながら、バケット１６３を上方向に移動させる。

入力信号判定部２８１は、第１スイッチ操作検出センサ２４及び第２スイッチ操作検出センサ２６の何れかからの信号のみが入力されていない場合には、要求されているバケット１６３の動作がアーム１６２に対する姿勢の変更であると判定し、バケット姿勢制御部２８３にバケット１６３の姿勢を制御させるために、入力された信号をバケット姿勢制御部２８３に出力する。そして、バケット姿勢制御部２８３は、入力された信号に対応する方向（開き方向又は掬い上げ方向）に、バケット１６３をアーム１６２に対して回動させる。

図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら、コントローラ２８によるバケット１６３の動作制御を示す。図５Ａは、コントローラ２８によるバケット１６３の動作制御の一部を示すフローチャートである。図５Ｂは、コントローラ２８によるバケット１６３の動作制御の他の一部を示すフローチャートである。

先ず、コントローラ２８は、ステップＳ１１において、操作レバー１８が前方向に操作されていることを示す信号が入力されているか否かを判定する。操作レバー１８が前方向に操作されている場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、コントローラ２８は、ステップＳ１２において、第１操作スイッチ１８２が押圧操作されていることを示す信号が入力されているか否かを判定する。

第１操作スイッチ１８２が押圧操作されていない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、コントローラ２８は、ステップＳ１３において、バケット１６３をそのままの状態で（具体的には、地面に対する姿勢を変化させずに）前方向に移動させる。その後、コントローラ２８は、バケット１６３の動作制御を終了する。

一方、第１操作スイッチ１８２が押圧操作されている場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、コントローラ２８は、ステップＳ１４において、バケット１６３が作業対象としての土砂を抱え込むように、バケット１６３の姿勢を変更した後、バケット１６３を上方向に移動させる。その後、コントローラ２８は、バケット１６３の動作制御を終了する。

操作レバー１８が前方向に操作されていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、コントローラ２８は、ステップＳ１５において、操作レバー１８が後方向に操作されていることを示す信号が入力されているか否かを判定する。操作レバー１８が後方向に操作されている場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、コントローラ２８は、ステップＳ１６において、第２操作スイッチ１８３が押圧操作されていることを示す信号が入力されているか否かを判定する。

第２操作スイッチ１８３が押圧操作されていない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、コントローラ２８は、ステップＳ１７において、バケット１６３をそのままの状態で（具体的には、地面に対する姿勢を変化させずに）後方向に移動させる。その後、コントローラ２８は、バケット１６３の動作制御を終了する。

一方、第２操作スイッチ１８３が押圧操作されている場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、コントローラ２８は、ステップＳ１８において、バケット１６３をそのままの状態で（具体的には、地面に対する姿勢を変化させずに）下方向に移動させる。その後、コントローラ２８は、バケット１６３の動作制御を終了する。

操作レバー１８が後方向に操作されていない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、コントローラ２８は、ステップＳ１９において、操作レバー１８が左方向に操作されていることを示す信号が入力されているか否かを判定する。操作レバー１８が左方向に操作されている場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、コントローラ２８は、ステップＳ２０において、上部旋回体１４を下部走行体１２に対して左方向に旋回させることにより、バケット１６３をそのままの状態で（具体的には、地面に対する姿勢を変化させずに）左方向に移動させる。その後、コントローラ２８は、バケット１６３の動作制御を終了する。

操作レバー１８が左方向に操作されていない場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、コントローラ２８は、ステップＳ２１において、操作レバー１８が右方向に操作されていることを示す信号が入力されているか否かを判定する。操作レバー１８が右方向に操作されている場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、コントローラ２８は、ステップＳ２２において、上部旋回体１４を下部走行体１２に対して右方向に旋回させることにより、バケット１６３をそのままの状態で（具体的には、地面に対する姿勢を変化させずに）右方向に移動させる。その後、コントローラ２８は、バケット１６３の動作制御を終了する。

操作レバー１８が左方向に操作されていない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、コントローラ２８は、ステップＳ２３において、第１操作スイッチ１８２が押圧操作されていることを示す信号が入力されているか否かを判定する。第１操作スイッチ１８２が押圧操作されている場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、コントローラ２８は、ステップＳ２４において、バケット１６３が抱え込んでいる土砂を排出するように、バケット１６３の姿勢を変更する。その後、コントローラ２８は、バケット１６３の動作制御を終了する。

第１操作スイッチ１８２が押圧操作されていない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、コントローラ２８は、ステップＳ２５において、第２操作スイッチ１８３が押圧操作されていることを示す信号が入力されているか否かを判定する。第２操作スイッチ１８３が押圧操作されている場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、コントローラ２８は、ステップＳ２６において、バケット１６３が土砂を抱え込むように、バケット１６３の姿勢を変更する。その後、コントローラ２８は、バケット１６３の動作制御を終了する。

第２操作スイッチ１８３が押圧操作されていない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、コントローラ２８は、バケット１６３の動作制御を終了する。

このように、油圧ショベル１０においては、操作レバー１８に対する操作内容（つまり、操作レバー１８に対する移動操作とスイッチ操作との組み合わせ）に応じて、バケット１６３の動作を制御する。操作レバー１８に対する操作内容と、バケット１６３の動作内容との組み合わせを、表１に示す。

つまり、油圧ショベル１０では、操作レバー１８が前後方向及び左右方向の何れかに操作される場合には、バケット１６３が現在の状態（具体的には、地面に対する姿勢）を維持しながら操作レバー１８の操作方向に移動する。操作レバー１８が前方向に操作されている状態で、第１操作スイッチ１８２が押圧操作される場合には、バケット１６３が土砂を抱え込むような姿勢（つまり、土砂がバケット１６３からこぼれにくい姿勢）になった後で上方向に移動する。操作レバー１８が後方向に操作されている状態で、第２操作スイッチ１８３が押圧操作される場合には、バケット１６３が現在の状態（具体的には、地面に対する姿勢）を維持しながら下方向に移動する。操作レバー１８が移動操作されていない状態で、第１操作スイッチ１８２が押圧操作される場合には、バケット１６３が土砂を抱え込むように、バケット１６３の姿勢が変更される。操作レバー１８が移動操作されていない状態で、第２操作スイッチ１８３が押圧操作される場合には、バケット１６３が抱え込んでいる土砂を排出するように、バケット１６３の姿勢が変更される。

図６〜図２２を参照しながら、操作レバー１８に対する操作内容とバケット１６３の動作内容との関係について説明する。

先ず、図６に示すように、バケット１６３が地面Ｇ１に接触している状態を想定する。この状態では、図７に示すように、操作レバー１８は、その中立位置にある状態で、第１操作スイッチ１８２及び第２操作スイッチ１８３の各々が操作されていない。

この状態から、操作レバー１８を、図８に示すように、後方向に操作する。これにより、バケット１６３は、図９に示すように、後方向に移動する。その結果、地面Ｇ１上に存在する作業対象としての土砂ＳＬがバケット１６３によって掻き集められる。

この状態で、図１０に示すように、第２操作スイッチ１８３を押圧操作すると、バケット１６３が、図１１に示すように、掻き集めた土砂ＳＬを落とし難くなる姿勢（つまり、土砂ＳＬを抱え込む姿勢）になった後、図１２に示すように、その状態（具体的には、地面Ｇ１に対する姿勢）を維持しながら、上方向に移動する。

続いて、操作レバー１８を、図１３に示すように、左方向に操作すると、バケット１６３は、図１４に示すように、左方向に旋回する。また、操作レバー１８を、図１５に示すように、前方向に操作すると、バケット１６３は、図１６に示すように、現在の状態（具体的には、地面Ｇ１に対する姿勢）を維持しながら、前方向に移動する。

そして、操作レバー１８を、図１７に示すように、その中立位置に戻した状態で、第１操作スイッチ１８２を押圧操作することにより、バケット１６３は、図１８に示すように、抱え込んでいる土砂ＳＬを排出するように、その姿勢を変更する。

その後、図１９に示すように、操作レバー１８を前方向に移動しながら、第１操作スイッチ１８２を押圧操作することにより、バケット１６３は、図２０に示すように、現在の状態（具体的には、地面Ｇ１に対する姿勢）を維持しながら、下方向に向かって移動する。

また、操作レバー１８を、図１５に示すように、前方向に移動させると、バケット１６３は、図２１に示すように、現在の状態（具体的には、地面Ｇ１に対する姿勢）を維持しながら、前方向に移動する。その後、図１９に示すように、第１操作スイッチ１８２を押圧操作することにより、バケット１６３は、図２２に示すように、現在の状態（具体的には、地面Ｇ１に対する姿勢）を維持しながら、下方向に移動する。

油圧ショベル１０においては、バケット１６３を移動させる操作だけでなく、バケット１６３の姿勢を変更する操作も、操作レバー１８に対する操作だけで実現することができる。つまり、油圧ショベル１０においては、バケット１６３を動かすのに必要な操作を片手で実現することができる。そのため、バケット１６３を動かすのに必要な操作を容易にすることができる。

油圧ショベル１０においては、バケット１６３が前後方向及び左右方向の何れかに移動するときに、バケット１６３の移動方向が操作レバー１８の操作方向に一致している。そのため、油圧ショベル１０のオペレータは、操作レバー１８を操作するときに、バケット１６３が移動する方向を直感的に理解することができる。

油圧ショベル１０においては、レバー本体１８１に対して第１操作スイッチ１８２及び第２操作スイッチ１８３が設けられているので、レバー本体１８１に対する操作と、第１操作スイッチ１８２及び第２操作スイッチ１８３の何れかに対する操作とを同時にすることが容易にできる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態の記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。

本発明の作業機械は、作業部材としてのバケットを備える油圧ショベルに限定されず、例えば、作業部材としてのニブラを備える解体機であってもよい。本発明の作業機械は、作業部材が作業腕に対して着脱可能に取り付けられたものであってもよい。本発明の作業機械は、油圧式でなくてもよい。

本発明における操作レバーの第１操作は、操作レバーの傾倒操作に限定されず、例えば、操作レバーのスライド操作であってもよい。

本発明における操作レバーの第２操作は、操作レバーが備える操作スイッチの押圧操作に限定されず、例えば、操作レバーをその軸線周りに回動させる操作であってもよい。また、上記実施の形態では、第２操作が操作スイッチの押圧操作である場合の例として、２つの操作スイッチ（第１操作スイッチ１８１及び第２操作スイッチ１８３）を備える場合について説明したが、例えば、２つの操作スイッチの代わりに、１つのシーソースイッチを採用してもよいし、操作スイッチを１つだけ採用するようにしてもよい。

本発明では、作業部材を左右方向に移動させながら、作業部材の作業腕に対する姿勢を変更してもよい。例えば、上記実施の形態において、バケット１６３が左右方向に移動しているときに、バケット１６３が抱え込んでいる土砂を排出するようにしてもよい。

１０ 作業機械
１２ 下部走行体
１４ 上部旋回体
１６１ ブーム
１６２ アーム
１６３ バケット
１８ 操作レバー
１８１ レバー本体
１８２ 第１操作スイッチ
１８３ 第２操作スイッチ
２８ コントローラ

Claims (9)

1. 作業機械であって、
   機体と、
   前記機体に対して変位可能な作業腕と、
   前記作業腕の先端部に取り付けられ、前記作業腕に対する姿勢を変更可能な作業部材と、
   前記作業機械のオペレータが把持しながら操作する操作レバーと、
   前記操作レバーの操作状況に応じて、前記作業腕及び前記作業部材の少なくとも一方の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記操作レバーは、
   前記操作レバーをその中立位置から複数の操作方向の何れかに移動させる第１操作と、
   前記第１操作とは異なる操作であって、且つ、前記第１操作が行われている状態でも実行可能な第２操作とを許容し、
   前記制御装置は、
   前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第１操作が行われている場合には、前記第１操作に対応する方向へ前記作業部材を移動させ、
   前記第２操作が行われている場合であって、且つ、前記第１操作が行われていない場合には、前記作業腕に対する前記作業部材の姿勢を変更する、作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械であって、
   前記制御装置は、
   前記第１操作が行われている場合であって、且つ、前記第２操作が行われている場合には、前記第１操作に対応する方向とは異なる方向へ前記作業部材を移動させる、作業機械。
3. 請求項１又は２に記載の作業機械であって、
   前記第１操作は、
   前記操作レバーをその中立位置から第１操作方向へ移動させる第１移動操作と、
   前記操作レバーをその中立位置から前記第１操作方向とは反対の第２操作方向へ移動させる第２移動操作とを含み、
   前記制御装置は、
   前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第１移動操作が行われている場合には、前記作業機械の前方へ前記作業部材を移動させ、
   前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第２移動操作が行われている場合には、前記作業機械の後方へ前記作業部材を移動させ、
   前記第２操作が行われている場合であって、且つ、前記第１移動操作が行われている場合には、前記作業機械の上方へ前記作業部材を移動させ、
   前記第２操作が行われている場合であって、且つ、前記第２移動操作が行われている場合には、前記作業機械の下方へ前記作業部材を移動させる、作業機械。
4. 請求項３に記載の作業機械であって、
   前記第１移動操作は、前記操作レバーをその中立位置から前記作業機械の前方へ移動させる操作であり、
   前記第２移動操作は、前記操作レバーをその中立位置から前記作業機械の後方へ移動させる操作である、作業機械。
5. 請求項３又は４に記載の作業機械であって、
   前記第１操作は、さらに、
   前記操作レバーをその中立位置から前記第１操作方向及び前記第２操作方向の各々に垂直な第３操作方向へ移動させる第３移動操作と、
   前記操作レバーをその中立位置から前記第３操作方向とは反対の第４操作方向へ移動させる第４移動操作とを含み、
   前記制御装置は、
   前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第３移動操作が行われている場合には、前記作業機械の左方へ前記作業部材を移動させ、
   前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第４移動操作が行われている場合には、前記作業機械の右方へ前記作業部材を移動させる、作業機械。
6. 請求項５に記載の作業機械であって、
   前記第３移動操作は、前記操作レバーをその中立位置から前記作業機械の左方へ移動させる操作であり、
   前記第４移動操作は、前記操作レバーをその中立位置から前記作業機械の右方へ移動させる操作である、作業機械。
7. 請求項５又は６に記載の作業機械であって、
   前記機体は、
   下部走行体と、
   前記下部走行体に対して旋回可能に配置され、前記作業腕が設けられた上部旋回体とを含み、
   前記制御装置は、
   前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第３移動操作が行われている場合には、前記上部旋回体を左旋回させることで、前記作業機械の左方へ前記作業部材を移動させ、
   前記第２操作が行われていない場合であって、且つ、前記第４移動操作が行われている場合には、前記上部旋回体を右旋回させることで、前記作業機械の右方へ前記作業部材を移動させる、作業機械。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の作業機械であって、
   前記操作レバーは、
   前記オペレータが把持するレバー本体と、
   前記レバー本体に設けられた操作スイッチとを含み、
   前記第１操作は、前記レバー本体に対する操作であり、
   前記第２操作は、前記操作スイッチに対する操作である、作業機械。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の作業機械であって、
   前記作業機械は、油圧ショベルである、作業機械。

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