特許 6330181 アーム装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6330181

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】アーム装置

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/06 20060101AFI20180521BHJP

   B25J 18/02 20060101ALI20180521BHJP

   B25J 1/00 20060101ALI20180521BHJP

   B66F 11/04 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   B66F9/06 W

   B25J18/02

   B25J1/00

   B66F11/04

【請求項の数】15

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-168125(P2016-168125)

(22)【出願日】2016年8月30日

(65)【公開番号】特開2018-34931(P2018-34931A)

(43)【公開日】2018年3月8日

【審査請求日】2017年10月17日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】504160781

【氏名又は名称】国立大学法人金沢大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000242644

【氏名又は名称】北陸電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100190702

【弁理士】

【氏名又は名称】筧田 博章

(74)【代理人】

【識別番号】100090206

【弁理士】

【氏名又は名称】宮田 信道

(72)【発明者】

【氏名】関 啓明

(72)【発明者】

【氏名】中山 翔太

(72)【発明者】

【氏名】辻 一宏

(72)【発明者】

【氏名】池田 憲治

(72)【発明者】

【氏名】垣内 聡

【審査官】 井上 信

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−６９５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−７１３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−６０２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３６１２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６６Ｆ ９／０６

Ｂ６６Ｆ １１／０４

Ｈ０２Ｇ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高所作業車のバケットの側壁に設けられる基部と、
進退可能なアーム部と、を備え、
前記アーム部は、前記基部と連結し、前記バケットの側壁に沿って進退可能な第一アーム部と、前記第一アーム部に設けられ、前記第一アーム部が進退する方向と平行な方向において前記第一アーム部に対して進退可能であって、工具が取り付け可能な第二アーム部と、を有することを特徴とするアーム装置。

【請求項2】

前記工具は、前記第二アーム部の先端に取り付け可能となっており、
前記第一アーム部および前記第二アーム部がそれぞれ最も後退した状態において、前記第一アーム部が前記バケットの側壁の前面に位置し、前記第二アーム部の先端が前記バケットに乗る作業者の手が届く位置にあることを特徴とする請求項１記載のアーム装置。

【請求項3】

前記第一アーム部は、間隔を保って配される一対のプーリと、
一対の前記プーリに架け渡され、一対の架渡部を有する環状のベルトと、を備え、
一方の前記架渡部が前記基部に連結しており、
前記第二アーム部は、他方の前記架渡部に連結し、長手方向が前記架渡部に平行であるシャフトを備えていることを特徴とする請求項１または２記載のアーム装置。

【請求項4】

前記第一アーム部は、第一ねじ軸と、
前記基部と連結し、前記第一ねじ軸に取り付けられる第一ナットと、
前記第一ねじ軸に設けられ、前記第一ねじ軸の回転に伴って回転する第一歯車と、を備え、
前記第二アーム部は、前記第一ねじ軸と平行な方向に軸を有する第二ねじ軸と、前記第二ねじ軸に取り付けられる第二ナットと、前記第二ナットと連結し、前記第一歯車に噛み合って前記第一歯車の回転に伴って回転する第二歯車と、を備えることを特徴とする請求項１または２記載のアーム装置。

【請求項5】

前記第一アーム部および前記第二アーム部がそれぞれ最も後退した状態において、前記基部が、前記一方の架渡部の前記アーム部の進退方向における前側の部分に連結し、前記シャフトの後側の部分が、前記他方の前記架渡部の前記アーム部の進退方向における後側の部分に連結していることを特徴とする請求項３記載のアーム装置。

【請求項6】

前記第一歯車は、前記第一ねじ軸のうち第一ナットより前側に設けられ、
前記第一アーム部および前記第二アーム部がそれぞれ最も後退した状態において、第一ナットが、第一ねじ軸の前側に位置し、第二ナットが、第二ねじ軸の前側に位置していることを特徴とする請求項４記載のアーム装置。

【請求項7】

前記基部は、前記バケットに対し移動可能であり、前記アーム部は、前記バケットの側壁に対し、傾斜可能であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のアーム装置。

【請求項8】

前記基部に操作部を備え、
前記操作部に対して前記アーム部が進退する方向と平行な方向に力が作用すると、その力の向きに応じて前記アーム部が進退し、
前記操作部に対して前記基部が移動する方向と平行な方向に力が作用すると、その力の向きに前記基部および前記アーム部が移動し、
前記操作部に対して前記アーム部が傾斜する方向に力が作用すると、その力の向きに前記アーム部が傾斜することを特徴とする請求項７記載のアーム装置。

【請求項9】

前記操作部が、前記アーム部の傾斜に伴って傾斜することを特徴とする請求項８記載のアーム装置。

【請求項10】

前記操作部は柱状であって、その長手方向が前記アーム部の進退方向に平行となっていることを特徴とする請求項８または９記載のアーム装置。

【請求項11】

前記工具と、
前記工具自体を駆動させる工具駆動部を備え、
前記操作部に対してその軸を中心として回転させることにより、前記工具の駆動を操作することを特徴とする請求項１０記載のアーム装置。

【請求項12】

前記工具と、
前記工具自体を駆動させる工具駆動部と、
前記工具の駆動を操作する工具操作部と、を備えることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６，７、８、９または１０記載のアーム装置。

【請求項13】

前記工具操作部が、前記基部に備えられていることを特徴とする請求項１２記載のアーム装置。

【請求項14】

前記工具駆動部に作用する負荷に応じて、前記工具操作部の操作に対して抵抗を付与する抵抗付与手段を備えることを特徴とする請求項１２または１３記載のアーム装置。

【請求項15】

前記工具操作部は、前記基部において回転可能に支持されるレバーからなり、
前記抵抗付与手段は、前記レバーの回転軸に平行な方向を軸として回転するリンク部と、前記リンク部を回転させる抵抗駆動部と、前記レバーと前記リンク部に連結する弾性部材と、前記工具駆動部にかかる負荷を計測する負荷計測部と、を備え、
前記レバーの回転より前記工具駆動部の駆動が制御され、
前記負荷計測部で計測される負荷の信号に基づいて、前記抵抗駆動部によりリンク部が回転し、前記弾性部材が伸縮することを特徴とする請求項１４記載のアーム装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配電設備などの工事に用いられるアーム装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電線などの配電設備に関する工事においては、主に、通電した状態で工事を行う間接活線工法が採用される。通常、間接活線工法では、複数の作業者が高所作業車のバケットに搭乗し、間接活線工具を支持して操作することにより工事が行われる。
ところで、電線などの配電設備は、高度成長期に設けられたものが多く、今後これらの維持補修作業がかなり増加することが予測されている。これに対し、配電設備に関する工事を行う作業者は、人口減などの理由により、年々減少しており、今後工事を行う作業者が不足することが予測されている。そのため、工事を効率化し、個々の工事に従事する作業者の数を削減することが望まれている。

【0003】

このような問題を解決するものとして、例えば特許文献１には、アームを備える配電作業ロボットが提案されている。
しかしながら、上記のような従来の配電作業ロボットは、非常に高価であり、工事件数に見合った台数を確保することができないという問題がある。また、従来の配電作業ロボットは、アームの操作が複雑であり、熟練した作業者でなければ適切に操作することができないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０２−０７６６８８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、低コストで製造することができ、工事に従事する作業者の数を削減することができるアーム装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

アーム装置は、高所作業車のバケットに設けられる基部と、基部に設けられ、進退可能なアーム部とを備え、アーム部が、基部に対して進退可能な第一アーム部と、第一アーム部に設けられ、第一アーム部が進退する方向と平行な方向において第一アーム部に対して進退可能であって、工具が取り付け可能な第二アーム部とを有している。

【0007】

アーム装置は、第一アーム部が、間隔を保って配される一対のプーリと、一対のプーリに架け渡され、一対の架渡部を有する環状のベルトとを備え、一方の架渡部が基部に連結しており、第二アーム部が、他方の架渡部に連結し、長手方向が架渡部に平行であるシャフトを備えるものであってもよい。

【0008】

アーム装置は、第一アーム部が、第一ねじ軸と、基部と連結し、第一ねじ軸に取り付けられる第一ナットと、第一ねじ軸に設けられ、第一ねじ軸の回転に伴って回転する第一歯車と、を備え、第二アーム部が、第一ねじ軸と平行な方向に軸を有する第二ねじ軸と、第二ねじ軸に取り付けられる第二ナットと、第二ナットと連結し、第一歯車に噛み合って第一歯車の回転に伴って回転する第二歯車とを備えるものであってもよい。

【0009】

アーム装置は、基部がバケットに対し移動可能であってもよい。

【0010】

アーム装置は、アーム部がバケットに対し傾斜可能であってもよい。

【0011】

アーム装置は、操作部を備え、操作部に対してアーム部が進退する方向と平行な方向に力が作用すると、その力の向きに応じてアーム部が進退し、操作部に対して基部が移動する方向と平行な方向に力が作用すると、その力の向きに基部およびアーム部が移動し、操作部に対してアーム部が傾斜する方向に力が作用すると、その力の向きにアーム部が傾斜するものであってもよい。

【0012】

アーム装置は、工具を操作する工具操作部を備えるものであってもよい。

【0013】

アーム装置は、工具操作部が、操作部であって、操作部に対して回転させる力が作用すると、工具が作動するものであってもよい。

【0014】

アーム装置は、工具を駆動する工具駆動部と、工具駆動部に作用する負荷に応じて、工具操作部の操作に対する抵抗を付与する抵抗付与手段とを備えるものであってもよい。

【発明の効果】

【0015】

アーム装置は、従来の装置に比べ、非常に低コストで製造することができる。また、アーム装置によると、工事に従事する作業者の人数を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】高所作業車のバケットに取り付けられた本発明の実施形態のアーム装置を示す側面図である。

【図2】アーム装置を示す斜視図である。

【図3】アーム装置を示す正面図である。

【図4】アーム装置を示す側面図である。

【図5】基部を拡大して示す側面図である。

【図6】アーム装置を示す側面図であって、アーム部が前進した状態を示す。

【図7】アーム部の一の形態であって、アーム部が前進する前の状況（後退した状況）を示す模式図である。

【図8】アーム部の一の形態であって、アーム部が前進した状況を示す模式図である。

【図9】アーム部の他の形態であって、アーム部が前進する前の状況（後退した状況）を示す模式図である。

【図10】アーム部の他の形態であって、アーム部が前進した状況を示す模式図である。

【図11】アーム装置の先端側および工具を示す分解斜視図である。

【図12】アーム装置を示す側面図であって、アーム部が前進し、かつ、傾斜した状態を示す。

【図13】基部を拡大して示す側面図であって、操作ユニットが傾斜した状態を示す。

【図14】操作ユニットを示す縦断面図である。

【図15】操作ユニットを示す横断面図であり、（Ａ）は操作部が初期位置に位置した状態、（Ｂ）は操作部が横方向に移動した状態、（Ｃ）は操作部がアーム部の傾斜方向に移動した状態、（Ｄ）は操作部が回転した状態を示す。

【図16】アーム装置の制御系を示すブロック図である。

【図17】レバーユニットを拡大して示す側面図である。

【図18】レバーユニットの機能を示す模式図であり、（Ａ）はリンク部がレバーから離れた状態、（Ｂ）はリンク部がレバーに近づいた状態を示す。

【図19】アーム装置を用いて電線の工事を行う様子を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、実施形態のアーム装置について説明する。図１ないし図４は、アーム装置１を示す。本実施形態において、アーム装置１は、高所作業車１５０のバケット１５２に３つ備えられている。

【0018】

高所作業車１５０は、従来のものであり、旋回、傾斜および伸縮可能なブーム１５４の先端にバケット１５２を備えている。バケット１５２は、作業者が作業を行うスペースであり、箱状であって上部が開口している。バケット１５２の前側の側壁には、横方向に延びる一対のレール１２，１２が、上下に間隔を保って備えられている。また、一対のレール１２，１２の間には、レール１２と平行に延びるラック１４が設けられている。

【0019】

以下の説明において方向に関しては、バケット１５２の前側の側壁の壁面に直交する方向を前後方向とし、水平方向において前後方向に直交する方向を横方向とし、前後方向および横方向と直交する方向を上下方向とする。

【0020】

個々のアーム装置１は、基部１０と、アーム部４０と、を備えている。

【0021】

基部１０は、図２ないし図５に示すように、レール１２に沿って移動するように一対のレール１２，１２に取り付けられている。基部１０は、ラック１４に噛み合って前後方向を軸として回転するピニオン１６と、ピニオン１６を回転させる移動駆動部１８とを備えている。移動駆動部１８には、モータが用いられている。基部１０および後述する基部１０に取り付けられるアーム部４０は、ピニオン１６がラック１４上で回転することにより、レール１２に沿って横方向に移動する。

【0022】

基部１０は、アーム部４０を支持するアーム支持部２０を備えている。アーム支持部２０は、一対の傾斜部２２，２２と、アーム連結部２４と、を備えている。一対の傾斜部２２，２２は、それぞれ帯状であって、基部１０の左右において下部が横方向を軸として傾斜可能に支持されている。アーム連結部２４は、傾斜部２２の上部に設けられており、後述する第一アーム部５０の第一ねじ軸１６０またはベルト６０に連結する。また、アーム連結部２４は、第一アーム部５０の進退を案内するものとして、一対のスライド部２６，２６を備えている。一対のスライド部２６，２６は、後述する第一アーム部５０のハウジング５２の左右の側面に設けられる溝部５３，５３にそれぞれスライド可能に嵌められている。

【0023】

基部１０は、アーム部４０を傾斜させるために、ねじ軸３０と、傾斜駆動部３２と、ナット３４を有する昇降部３６と、傾斜支持部３８と、を備えている。ねじ軸３０は、その軸が上下方向に平行であり、傾斜駆動部３２により軸を中心として回転する。ねじ軸３０には昇降部３６のナット３４が取り付けられている。傾斜支持部３８は、帯状であって、その下部において、昇降部３６に横方向を軸として傾斜可能に支持されている。また、傾斜支持部３８は、その上部において、アーム連結部２４に横方向を軸として傾斜可能に支持されている。ナット３４、昇降部３６および傾斜支持部３８が、ねじ軸３０の回転に伴って昇降することにより、傾斜支持部３８を介してアーム連結部２４およびアーム連結部２４に連結するアーム部４０が、横方向を軸として傾斜する。

【0024】

図６に示すように、アーム部４０は、第一アーム部５０と、第二アーム部７０と、を備えている。第一アーム部５０および第二アーム部７０は、それぞれ長手方向が平行になっている。第一アーム部５０は、基部１０に連結しており、その長手方向において基部１０に対して進退し、第二アーム部７０は第一アーム部５０に設けられ、その長手方向において第一アーム部５０に対して進退する。

【0025】

以下の説明において、第一アーム部５０および第二アーム部７０の進退を、単にアーム部４０の進退または伸縮ということがあるものとする。また、アーム部４０の進退について、下向きに進退することを後退というものとし、上向きに進退することを前進というものとする。

【0026】

以下、アーム部４０の代表的な二つの形態について説明する。

【0027】

アーム部４０の一の形態は、図６、図７および図８に示すように、第一アーム部５０が、ハウジング５２と、一対のプーリ５４，５４と、進退駆動部５６と、ベルト６０と、を備えている。
ハウジング５２は、各構成を覆うためのものであり、後述する第二アーム部７０がその進退に伴って出入りできる構造となっている。ハウジング５２の左右の側面には、第一アーム部５０の長手方向に延びる溝部５３，５３が設けられている。左右の側面の溝部５３，５３には、上述した一対のスライド部２６，２６がそれぞれスライド可能に嵌められている。
一対のプーリ５４，５４は、ハウジング５２内に、第一アーム部５０の長手方向において間隔を保って配されている。各プーリ５４は、ハウジング５２に横方向を軸として回転可能に支持されている。一対のプーリ５４，５４のうち下側のプーリ５４には、プーリ５４を回転させる進退駆動部５６が取り付けられている。進退駆動部５６には、モータが用いられている。
一対のプーリ５４，５４には環状のベルト６０が架け渡されている。ベルト６０は、プーリ５４の回転に伴って回転するようになっている。ベルト６０に関し、一対のプーリ５４，５４の間に架け渡され、第一アーム部５０の長手方向に延びるベルト６０の前側の部分と後ろ側の部分のことを架渡部６２というものとする。ベルト６０のうち後側の架渡部６２は一の方向（第一アーム部５０の長手方向）に進行し、ベルト６０のうち前側の架渡部６２は逆方向に進行する。後側の架渡部６２は、基部１０のアーム連結部２４に連結している。ベルト６０の素材は、特に限定されるものではないが、絶縁性を有する素材が好ましく、例えばその素材にはゴムなどのエラストマ性のものを用いることができる。
第一アーム部５０は、第一アーム部５０の進退を案内するため、第一シャフト６４と、アーム連結部２４に連結し、第一シャフト６４が通される第一ガイド部６６と、を備えるものであってもよい。

【0028】

第二アーム部７０は、第二シャフト７２を備えている。第二シャフト７２は、その長手方向が第一アーム部５０の長手方向、言い換えればベルト６０の架渡部６２，６２に平行となっている。また、第二シャフト７２は、連結片７６を介してベルト６０の前側の架渡部６２に連結している。また、第二シャフト７２は、第二ガイド部７４に通されている。第二ガイド部７４は、第二シャフト７２の長手方向における進退を案内するためのものであり、ハウジング５２に設けられている。

【0029】

上記形態のアーム部４０の進退（伸縮）について説明する。第一アーム部５０は、ベルト６０の架渡部６２が基部１０のアーム連結部２４に連結しているため、プーリ５４，５４に架け渡されたベルト６０が回転すると、その長手方向において基部１０に対して進退する。第二アーム部７０は、第二シャフト７２が連結片７６を介してベルト６０の架渡部６２に連結しているため、ベルト６０が回転すると、その長手方向において第一アーム部５０に対して進退する。第一アーム部５０および第二アーム部７０は、連動して進退し、第一アーム部５０が前進するときは第二アーム部７０も前進し、第一アーム部５０が後退するときは第二アーム部７０も後退する。第一アーム部５０および第二アーム部７０が進退する向きは、プーリ５４（ベルト６０）が回転する向きによる。
第二アーム部７０は、後退した状態では、その大部分がハウジング５２内に収容され（図２、図３および図４参照）、前進するに従ってハウジング５２から延伸する（図６参照）。アーム部４０は、このような構成により、最も前進した状態の長さを、最も後退した状態の長さの約２倍とすることもできる。

【0030】

次に、アーム部４０の他の形態について図５、図６、図９および図１０を参照しながら説明する。アーム部４０の他の形態は、第一アーム部５０が、ハウジング５２と、進退駆動部５６と、第一ねじ軸１６０と、第一ナット１６２と、第一歯車１６４と、を備えている。
ハウジング５２は、各構成を覆うためのものであり、後述する第二アーム部７０の第二ねじ軸１７０がその進退に伴って出入りできる構造となっている。ハウジング５２の左右の側面には、第一アーム部５０の長手方向に延びる溝部５３，５３が設けられている。左右の側面の溝部５３，５３には、上述した一対のスライド部２６，２６がそれぞれスライド可能に嵌められている。
第一ねじ軸１６０はハウジング５２内に設けられており、同じくハウジング５２内に設けられた進退駆動部５６によりその軸を中心として回転する。進退駆動部５６には、モータが用いられている。第一ナット１６２は、第一ねじ軸１６０に取り付けられている。また、第一ナット１６２は、基部１０のアーム連結部２４に連結している。第一ねじ軸１６０の先端側には、第一歯車１６４が同軸で取り付けられている。第一歯車１６４は、第一ねじ軸１６０の回転に伴って回転する。

【0031】

第二アーム部７０は、第二歯車１７４と、第二ナット１７２と、第二ねじ軸１７０と、を備えている。第二歯車１７４は、第一歯車１６４に噛み合って、第一歯車１６４の回転に伴って第一ねじ軸１６０に平行な軸を中心として回転する。第二歯車１７４の下面には、第二ナット１７２が第二歯車１７４と同軸で連結されている。第二ナット１７２には、第二ねじ軸１７０が取り付けられている。第二ねじ軸１７０の軸は第一ねじ軸１６０の軸に平行となっている。

【0032】

上記他の形態のアーム部４０の進退（伸縮）について説明する。第一アーム部５０は、進退駆動部５６の駆動により第一ねじ軸１６０が回転すると、基部１０のアーム連結部２４に連結する第一ナット１６２に取り付けられた第一ねじ軸１６０がその軸方向に進退するため、その長手方向において基部１０に対して進退することとなる。第二アーム部７０は、第一ねじ軸１６０に取り付けられた第一歯車１６４の回転に伴って、第二歯車１７４および第二ナット１７２が回転し、第二ナット１７２に取り付けられた第二ねじ軸１７０がその軸方向に進退するため、その長手方向において第一アーム部５０に対して進退することとなる。第一アーム部５０および第二アーム部７０は、連動して進退し、第一アーム部５０が前進するときは第二アーム部７０も前進し、第一アーム部５０が後退するときは第二アーム部７０も後退する。第一アーム部５０および第二アーム部７０が進退する向きは、第一ねじ軸１６０の回転の向きによる。
第二アーム部７０の第二ねじ軸１７０は、後退した状態では、その大部分がハウジング５２内に収容され（図２、図３および図４参照）、前進するに従ってハウジング５２から延伸する（図６参照）。アーム部４０は、このような構成により、最も前進した状態の長さを、最も後退した状態の長さの約２倍とすることもできる。

【0033】

以上に示したアーム部４０のうち第二アーム部７０の先端には、図１，図１１に示すように、工事に用いられる工具１４０が着脱可能に取り付けられる着脱部７８が備えられている。着脱部７８は、取り付ける工具１４０に応じて、アーム部４０の長手方向を軸として回転するものであってもよい。第二アーム部７０の先端に取り付けられる工具１４０としては、例えば図２に示すような間接活線工法で用いられるヤットコ１４２や皮剥ぎ器１４４などが挙げられる。第二アーム部７０または工具１４０には、工具１４０を直接または着脱部７８を介して駆動させるための工具駆動部７９が備えられている。工具駆動部７９は、本実施形態では、第二アーム部７０に備えられており、第二アーム部７０の長手方向を軸として着脱部７８を回転駆動するようになっている。アーム装置１は、工具１４０ごとに駆動に必要な力が異なるため、工具駆動部７９による駆動力を工具１４０の駆動に適した力に変換できるように、第二アーム部７０または工具１４０に駆動変換機構を備えてもよい。

【0034】

アーム部４０は、アーム部４０を最も後退させた状態において、第二アーム部７０の先端がバケット１５２で作業をする作業者の手が届く位置にあることが望ましい。アーム部４０をこのようにすると、作業者が工具１４０を交換しやすくなる。

【0035】

アーム装置１は、上記の構成により、図３、図６、図１２の図中の太矢印が示すように、基部１０およびアーム部４０が横方向に移動し、アーム部４０が横方向を軸として傾斜し、アーム部４０が進退する。

【0036】

アーム装置１は、図５に示すように、基部１０とアーム部４０の移動、アーム部４０の進退およびアーム部４０の傾斜を操作する操作部８１を有する操作ユニット８０をアーム連結部２４の上部に備えている。操作ユニット８０は、アーム連結部２４に備えられているため、基部１０およびアーム部４０と伴に移動し、図１３に示すようにアーム部４０の傾斜に伴って傾斜する。

【0037】

アーム装置１は、操作部８１に対してアーム部４０が進退する方向と平行な方向の力が作用すると、その力の向きに応じて第一アーム部５０および第二アーム部７０が進退し、操作部８１に対して基部１０が移動する方向と平行な方向の力が作用すると、その力の向きに基部１０およびアーム部４０が移動し、操作部８１に対して基部１０が傾斜する方向に力が作用すると、その力の向きにアーム部４０が傾斜する。

【0038】

以下、このような操作部８１による操作を可能とする操作ユニット８０の一例について説明する。
操作ユニット８０は、図５および図１３ないし図１６に示すように、操作部８１と、外枠部８２と、弾性部材８４と、外枠支持部８６と、変位計測部８８と、を備えている。
操作部８１は、手で握ることが可能な円柱状のものであって、その長手方向がアーム部４０の進退方向に平行となっている。操作部８１は、その上部および下部が外枠部８２，８２により覆われている。上下の外枠部８２，８２は、外枠支持部８６により支持されている。外枠部８２は、４つの側壁と上壁または底壁とからなる箱状のものである。外枠部８２は、４つの側壁の壁面がそれぞれ前後方向または横方向に直交しており、上壁または底壁の壁面が上下方向に直交している。

【0039】

操作部８１は、図１４および図１５に示すように、弾性部材８４を介して外枠部８２の４つの側壁および上壁または底壁に支持されている。弾性部材８４としては、ゴムなどのエラストマや合成樹脂などを用いることができる。操作部８１は、弾性部材８４を介して外枠部８２に支持されているため、作業者が操作部８１に対して直線的に力を作用させると力が作用する方向に移動し、また作業者が操作部８１に対して回転させる力を作用させると、回転する。また、操作部８１は、力が作用しなくなると、弾性部材８４の復元力により初期位置に戻る。

【0040】

図１４および図１５に示すように、外枠部８２のうち、上壁または底壁の内面と、前壁および後壁の内面の少なくとも一方と、左壁および右壁の内面の少なくとも一方には、操作部８１の変位を計測する変位計測部８８が備えられている。変位計測部８８には、例えば変位計を用いることができる。

【0041】

変位計測部８８は、図１６に示すように、移動駆動部１８、傾斜駆動部３２および進退駆動部５６とともに、制御部１００に電気的に接続されている。また、制御部１００は、機能的構成として、移動制御部１０２、傾斜制御部１０４および進退制御部１０６を備えている。制御部１００は、例えばＣＰＵなどを有するマイクロコンピュータにより構成される。

【0042】

次にアーム装置１の操作について説明する。アーム装置１は、作業者が操作部８１に力を加えて操作部８１を移動させたり回転させたりすると、変位計測部８８が操作部８１の変位を計測し、変位計測部８８が計測した信号に基づいて、制御部１００が移動駆動部１８、傾斜駆動部３２および進退駆動部５６を制御することにより基部１０およびアーム部４０が移動し、アーム部４０が傾斜し、アーム部４０が進退し、または工具１４０が作動する。

【0043】

アーム装置１の操作をより具体的に説明すると、図１５（Ｂ）に示すように操作部８１を横方向に動かすと、外枠部８２に設けた変位計測部８８のうち左壁または右壁の内面に設けられた変位計測部８８において主な変位の信号が計測され、このような変位の計測に基づいて制御部１００の移動制御部１０２が、移動駆動部１８を制御し、操作部８１が移動した方向に基部１０およびアーム部４０を移動させる。主な変位の信号か否かの判断は、例えば変位計測部８８で計測した信号と閾値の大きさとを比較することにより行うことができる。
また、図５および図１５（Ｃ）に示すように操作部８１をアーム部４０の傾斜方向（前後方向）に動かすと、外枠部８２に設けた変位計測部８８のうち前壁または後壁の内面に設けられた変位計測部８８において主な変位の信号が計測され、このような変位の計測に基づいて制御部１００の傾斜制御部１０４が、傾斜駆動部３２を制御し、操作部８１が移動した方向にアーム部４０を傾斜させる。
また、図５に示すように操作部８１をアーム部４０が進退する方向（長手方向）に動かすと、各外枠部８２に設けた変位計測部８８のうち上壁または底壁の内面に設けられた変位計測部８８において主な変位の信号が計測され、このような変位の計測に基づいて制御部１００の進退制御部１０６が進退駆動部５６を制御し、操作部８１が移動した方向に第一アーム部５０および第二アーム部７０を前進または後退させる。

【0044】

上記操作部８１は、工具１４０を操作する工具操作部としても機能する。具体的には、図１５（Ｄ）に示すように操作部８１をその軸を中心にして回転させると、外枠部８２に設けた変位計測部８８のうち前壁または後壁および左壁または右壁の内面に設けられた変位計測部８８において主な変位の信号が計測され、このような変位の計測に基づいて制御部１００の工具制御部１０８が工具駆動部７９を制御し、工具１４０を駆動させる。例えば、工具１４０がヤットコ１４２であれば、操作部８１を回転させたり戻したりすることにより、ヤットコ１４２を開閉する。また、工具１４０が皮剥ぎ器１４４であれば、操作部８１を回転させたり戻したりすることにより、カッターを回転または停止させたり、操作部８１の回転度合に応じてカッターの回転速度を変更する。

【0045】

工具１４０を操作する工具操作部に関しては、操作部８１に代えて、図１７および図１８に示すようなレバーユニット１２０に備えられるレバー１２２を採用することができる。

【0046】

レバーユニット１２０は、レバー１２２と、カバー１２４と、リンク部１２６と、抵抗駆動部１２８と、負荷計測部１３０と、弾性部材１３２と、第一角度計測部１３４と、第二角度計測部１３６と、を備えている。
レバー１２２は、操作部８１の前方において、上記操作ユニット８０に連結するカバー１２４に横方向を軸として回転可能に支持されており、前後方向に引き押しできるようになっている。レバー１２２は、操作部８１を抑える親指以外の指で操作することができる位置に設けることが好ましい。このような位置にレバー１２２を設けると、レバー１２２を操作しやすくなり、操作部８１とレバー１２２の両方を片手で操作することができる。

【0047】

カバー１２４には、横方向を軸として回転可能に取り付けられた帯状のリンク部１２６と、リンク部１２６を回転させる抵抗駆動部１２８が設けられている。また、工具駆動部７９には、工具駆動部７９にかかる負荷を計測する負荷計測部１３０が設けられている。抵抗駆動部１２８には、モータが用いられている。また負荷計測部１３０には、工具駆動部７９に流れる電流を計測する電流センサが用いられている。

【0048】

リンク部１２６の先端部とレバー１２２の上端部は弾性部材１３２で連結されている。弾性部材１３２には、コイルばねが用いられている。
図１８（Ａ）に示すように、リンク部１２６が回転し、その先端がレバー１２２から離れると、弾性部材１３２が伸び、その復元力がレバー１２２の回転に対する抵抗として作用する。弾性部材１３２の伸びが大きくなるに従って、レバー１２２の回転に対する抵抗が大きくなる。

【0049】

レバー１２２には、レバー１２２の回転角を計測するために、第一角度計測部１３４が備えられている。また、リンク部１２６には、リンク部１２６の回転角を計測するために、第二角度計測部１３６が備えられている。第一角度計測部１３４および第二角度計測部１３６には、エンコーダが用いられている。

【0050】

負荷計測部１３０、第一角度計測部１３４、第二角度計測部１３６および抵抗駆動部１２８は、図１６に示すように、制御部１００や工具駆動部７９と電気的に接続している。

【0051】

上記リンク部１２６、抵抗駆動部１２８、負荷計測部１３０、弾性部材１３２、第一角度計測部１３４および第二角度計測部１３６は、抵抗付与手段として、レバー１２２（工具操作部）の操作に対し抵抗を付与する。

【0052】

次に上記レバーユニット１２０の操作について説明する。作業者がレバー１２２を回転（引き押し）してレバー１２２を操作すると、第一角度計測部１３４で計測されるレバー１２２の回転角の信号に基づいて、制御部１００の工具制御部１０８が工具駆動部７９の駆動速度を制御する。また負荷計測で計測された工具駆動部７９の負荷の信号に基づいて制御部１００の抵抗制御部１０９が抵抗駆動部１２８を制御してリンク部１２６を回転させる。この際、制御部１００の抵抗制御部１０９は、リンク部１２６の回転角を第二角度計測部１３６で計測した信号に基づいて制御する。制御部１００の抵抗制御部１０９は、図１８（Ａ）に示すように、負荷計測部１３０で計測される工具駆動部７９の負荷が大きくなるに従い、抵抗駆動部１２８を制御してリンク部１２６の先端をレバー１２２から離れるようにリンク部１２６を回転させる。これによりリンク部１２６の先端がレバー１２２から離れるに従って弾性部材１３２が伸びてレバー１２２に作用する抵抗が大きくなるため、レバー１２２の回転に要する力も大きくなる。逆に、図１８（Ｂ）に示すように、リンク部１２６の先端がレバー１２２に近づくと、弾性部材１３２が縮み、レバー１２２の回転に対する抵抗が小さくなるため、レバー１２２の回転に要する力も小さくなる。

【0053】

上記アーム装置１は、図１９に示すように、例えば高所に設けられた電線Ｃの間接活線工事に用いることができる。アーム装置１の第二アーム部７０の着脱部７８には、工事の目的に応じた工具１４０を取り付ける。作業者は、高所作業車１５０のバケット１５２に乗り、操作部８１とレバー１２２によりアーム装置１と工具１４０を操作して所定の工事を行う。

【0054】

アーム装置１は、従来の装置に比べ、非常に低コストで製造することができる。また、アーム装置１によると、工事に従事する作業者の人数を削減することができる。
アーム装置１によると、工事に従事する作業者は、従来のように工具を持ちながら作業を行う必要がないので、作業者の負担や疲労が著しく軽減される。
アーム装置１によると、アーム部４０が２段階で進退するので、効率よくアームを伸縮することができ、アーム部４０を後退した状態ではアーム部４０をコンパクトにすることができる。

【0055】

アーム装置１は、第一アーム部５０および第二アーム部７０の進退にプーリ５４とベルト６０の組み合わせを用いると、アーム装置１がより電気的に故障しにくくなる。

【0056】

アーム装置１は、操作部８１に対し、基部１０及びアーム部４０が移動する方向、アーム部４０が傾斜する方向またはアーム部４０が進退する方向の力を作用させることにより、基部１０及びアーム部４０の移動し、アーム部４０が傾斜し、またはアーム部４０が進退するので、直感的に操作することができ、操作に熟練していない作業者であっても容易にアーム装置１を操作することができる。

【0057】

アーム装置１は、工具操作部を備えることにより、工具１４０の駆動を操作することができる。また、抵抗付与手段を備えることにより、工具操作部に作用する抵抗により作業対象などに対する工具１４０の作用状況などを把握することができる。

【0058】

本発明のアーム装置は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0059】

１ アーム装置
１０ 基部
１２ レール
１４ ラック
１６ ピニオン
１８ 移動駆動部
２０ アーム支持部
２２ 傾斜部
２４ アーム連結部
２６ スライド部
３０ ねじ軸
３２ 傾斜駆動部
３４ ナット
３６ 昇降部
３８ 傾斜支持部
４０ アーム部
５０ 第一アーム部
５２ ハウジング
５３ 溝部
５４ プーリ
５６ 進退駆動部
６０ ベルト
６２ 架渡部
６４ 第一シャフト
６６ 第一ガイド部
７０ 第二アーム部
７２ 第二シャフト
７４ 第二ガイド部
７６ 連結片
７８ 着脱部
７９ 工具駆動部
８０ 操作ユニット
８１ 操作部
８２ 外枠部
８４ 弾性部材
８６ 外枠支持部
８８ 変位計測部
１００ 制御部
１０２ 移動制御部
１０４ 傾斜制御部
１０６ 進退制御部
１０８ 工具制御部
１０９ 抵抗制御部
１２０ レバーユニット
１２２ レバー
１２４ カバー
１２６ リンク部
１２８ 抵抗駆動部
１３０ 負荷計測部
１３２ 弾性部材
１３４ 第一角度計測部
１３６ 第二角度計測部
１４０ 工具
１４２ ヤットコ
１４４ 皮剥ぎ器
１５０ 高所作業車
１５２ バケット
１５４ ブーム
１６０ 第一ねじ軸
１６２ 第一ナット
１６４ 第一歯車
１７０ 第二ねじ軸
１７２ 第二ナット
１７４ 第二歯車
Ｃ 電線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】