JP2005233265A - 把持力制御装置および解体作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】 低圧領域での圧力制御の精度の向上と、高圧領域での把持とを両立できる把持力制御装置および解体作業機を提供する。
【解決手段】 ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオフされている場合、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４はオフされて、油路８１の圧油は、比例電磁式リリーフ弁４５およびアキュムレータ４６へは供給されずに、全量がシリンダ３０のボトム室３３へ供給される。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされ、かつ、操作レバー７１が把持方向に操作されると、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオンされて、油路８１の圧油は、比例電磁式リリーフ弁４５およびアキュムレータ４６へ供給される。比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値は、操作レバー７１の操作量の最大値に比例するので、シリンダ３０のボトム室３３に供給される圧油の最大圧力は、操作レバー７１の操作量の最大値に比例する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、油圧式アクチュエータの動作により対象物を把持する作業機械に用いられる把持力制御技術に関する。

対象物の把持を目的とする作業機械として、油圧ショベルをベースとしたものが開発されている。この作業機械は、多関節の腕であるフロント作業腕の先端に油圧シリンダの駆動によって開閉する一対の把持爪を備えている。この油圧シリンダを制御する把持力制御装置には、メインポンプから油圧シリンダに供給される圧油を制御するコントロール弁と、油圧シリンダの把持側油室とコントロール弁とを結ぶ油路上に配置される比例電磁式リリーフ弁とが設けられている。比例電磁式リリーフ弁の圧力設定値は、設定器によって設定される（特許文献1参照）。

実開平5−４０２９８号公報

しかし、従来の把持力制御装置では、油圧シリンダの把持側油室と比例電磁式リリーフ弁とが直接接続されているので、比例電磁式リリーフ弁の最高圧力設定値以上の作動圧では対象物を把持できない。また、最高圧力設定値が高い比例電磁式リリーフ弁を用いると、低圧領域における制御精度が低下してしまう。

（１） 請求項１の発明による把持力制御装置は、対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータに供給される圧油に関して、アクチュエータと並列に設けられる可変リリーフ手段と、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータへ供給される圧油に関して、アクチュエータと並列に、かつ、可変リリーフ手段の上流に直列に設けられ、可変リリーフ手段に圧油を供給するか否かを切り替える切替手段と、可変リリーフ手段で設定され得るリリーフ圧力の最高圧力よりも高いリリーフ圧力に設定されるリリーフ手段と、操作部の操作に基づいて、流量制御手段によってアクチュエータに供給される圧油の流量と、可変リリーフ手段のリリーフ圧力とを変更する操作手段と、切替手段を切り替えるか否かを選択する選択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に記載の把持力制御装置において、操作部が操作されていないとき、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータへ供給される圧油の圧力を保持する圧力保持手段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２に記載の把持力制御装置において、圧力保持手段は、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータへ供給される圧油の圧力を蓄積するアキュムレータであることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項３に記載の把持力制御装置において、アキュムレータは、可変リリーフ手段に圧油を供給するように切替手段が切り替えられた時にのみ圧力を蓄積することを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項４に記載の把持力制御装置において、アキュムレータは、可変リリーフ手段と切替手段との間の管路から供給される圧油によって圧力を蓄積し、切替手段を介することなく蓄積した圧力をアクチュエータへ供給することを特徴とする。
（６） 請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの項に記載の把持力制御装置において、選択手段は、操作手段の操作部に付設されるスイッチであることを特徴とする。
（７） 請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの項に記載の把持力制御装置において、可変リリーフ手段の設定圧力は、把持爪を閉じる方向にアクチュエータが駆動されるように操作された操作部の最大操作量に応じて設定され、かつ、把持爪を開く方向にアクチュエータが駆動されるように操作部が操作されるまで保持されることを特徴とする。
（８） 請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかの項に記載の把持力制御装置において、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータに供給される圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段で検出した圧力が、可変リリーフ手段の設定圧力に達したことを報知する報知手段とをさらに備えることを特徴とする。
（９） 請求項９の発明による把持力制御装置は、対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、把持爪の把持力を検出する把持力検出手段と、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータに供給される圧油を低圧ラインへ流すことにより把持爪の把持力を制御する圧力制御手段と、操作部の操作に基づいて、流量制御手段によってアクチュエータに供給される圧油の流量と、把持爪の把持力とを変更する操作手段と、圧力制御手段により把持爪の把持力を制御するか否かを選択する選択手段とを備えることを特徴とする。
（１０） 請求項１０の発明による把持力制御装置は、対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータに供給される圧油に関して、アクチュエータと並列に設けられる可変リリーフ手段と、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータへ供給される圧油に関して、アクチュエータと並列に、かつ、可変リリーフ手段の上流に直列に設けられ、可変リリーフ手段に圧油を供給するか否かを切り替える切替手段と、可変リリーフ手段で設定され得るリリーフ圧力の最高圧力よりも高いリリーフ圧力に設定されるリリーフ手段と、操作部の操作に基づいて、流量制御手段によってアクチュエータに供給される圧油の流量を変更する操作手段と、可変リリーフ手段のリリーフ圧力を設定する設定手段と、切替手段を切り替えるか否かを選択する選択手段とを備えることを特徴とする。
（１１） 請求項１１の発明による解体作業機は、対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の把持力制御装置と、把持装置が取り付けられる腕を有する旋回体と、旋回体を旋回可能に保持する走行体とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、低圧領域での圧力制御の精度の向上と、高圧領域での把持とが両立できる。これにより、柔軟軽量で過負荷により破損し易い対象物を容易な操作で適切に把持できるとともに重荷重の把持対象物も把持できので、様々な対象物に応じて適切に把持できる優れた把持力制御が実現できる。

図１〜６を参照して、本発明による把持力制御装置を解体作業機に適用した一実施の形態を説明する。図１に示すように、油圧ショベルをベースとした解体作業機１００においては、走行体１に旋回体３が旋回可能に取り付けられている。旋回体３の前部には運転室４が取り付けられている。運転室４の後方にはエンジンおよび油圧ポンプを含む主要駆動装置５が設けられている。

旋回体３には多関節の腕を有するフロント作業腕１０１が取り付けられている。フロント作業腕１０１は、ブームシリンダ１１により上下方向に揺動自在に旋回体３に取り付けられたブーム１０と、ブーム１０に連結されてアームシリンダ１３により上下方向に揺動自在に取り付けられたアーム１２と、アーム１２の先端部分に連結されて作業具シリンダ１５により上下方向に回動自在に取り付けられた作業具である把持装置１４とを有する。

図２に把持装置１４の構造を示す。把持装置１４は、アーム１２の先端に取り付けられる把持装置本体２０と、先端側で対象物を把持できるように対向して設けられた把持爪２１，２２と、把持爪２１，２２を駆動するシリンダ３０とを有する。把持爪２１，２２は、それぞれの後端の近傍で、把持装置本体２０に設けられた回動軸２３，２４を中心に回動可能に軸支されている。把持爪２１と把持爪２２とは、それぞれ回動軸２３，２４の近傍でリンク２５を介して接続されている。このリンク２５によって、それぞれの把持爪２１，２２は、回動軸２３，２４を中心に連動して回動するので、把持爪２１，２２の先端側の把持部２１ａ，２２ａで対象物を把持および開放できる。

シリンダ３０のシリンダロッド３１のロッド先端３１ａは、把持爪２１の後端に設けられているシリンダロッド接続部２１ｂに接続され、シリンダ本体３２のボトム側端部（シリンダボトム）３２aが把持装置本体２０のシリンダ支持部２６に接続されている。

シリンダ３０の把持側油室（ボトム室）３３に圧油が供給されると、シリンダロッド３１が伸長し、回動軸２３を中心に把持爪２１を右旋させる。把持爪２１の右旋に伴ってリンク２５を介して把持爪２２は回動軸２４を中心に左旋される。したがって、把持爪２１，２２は閉じる方向に駆動されるので、把持対象物を把持できる。把持爪２１，２２が閉じている状態で、シリンダ３０の解放側油室（ロッド室）３４に圧油が供給されると、シリンダロッド３１が収縮し、上述の動作とは逆方向に把持爪２１，２２が駆動されて、把持対象物を開放する。

図３は、解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路を示す図である。この油圧回路には、メインポンプ４０と、コントロール弁４１と、メインリリーフ弁４２と、作動油タンク４３と、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と、比例電磁式リリーフ弁４５と、アキュムレータ４６と、チェック弁４７，４８とが設けられている。また、この油圧回路には、油圧回路の各構成機器を制御するために、パイロットポンプ５０と、比例電磁式減圧弁５１と、制御回路６０と、コントローラ７０とが設けられている。コントローラ７０は、いわゆる電気レバーと呼ばれる操作装置であり、把持装置１４の開閉操作をするための操作レバー７１と、操作レバー７１の把持部の端部に付設されたＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２とを有する。

図示しないエンジンによりメインポンプ４０が駆動されると、作動油タンク４３の作動油がコントロール弁４１を介して油路８１または油路８２からシリンダ３０へ供給される。この油圧回路の最高圧力はメインリリーフ弁４２で規定される。なお、油路８１はシリンダ３０のボトム室３３とコントロール弁４１とを結ぶ油路であり、油路８２はロッド室３４とコントロール弁４１とを結ぶ油路である。コントロール弁４１は、後述するように、操作レバー７１の操作に応じて制御される比例電磁式減圧弁５１からのパイロット圧油によってスプールが駆動されて、シリンダ３０への圧油の流れを制御する。

油路８１と油路８２とは油路８３で結ばれており、この油路８３には、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と、比例電磁式リリーフ弁４５と、アキュムレータ４６とが設けられている。ＯＮ／ＯＦＦ弁４４は、油路８１と比例電磁式リリーフ弁４５との間に設けられている。すなわち、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４は、油路８３上で比例電磁式リリーフ弁４５と直列に、かつ、シリンダ３０と並列に配設されている。後述するように、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４は、制御回路６０から送信される信号によってオンオフが切り替えられて、油路８１から比例電磁式リリーフ弁４５およびアキュムレータ４６への圧油流入を許可または禁止する。

比例電磁式リリーフ弁４５は、上述のように、油路８３上でＯＮ／ＯＦＦ弁４４と直列に、かつ、シリンダ３０と並列に配設されている。比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値は、後述するように、制御回路６０から送信される信号によって設定される。チェック弁４７は油路８２と比例電磁式リリーフ弁４５とを結ぶ油路８３４に設けられて、油路８２から比例電磁式リリーフ弁４５への不必要な圧油流入を防止する。

アキュムレータ４６は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と比例電磁式リリーフ弁４５との間の油路８３３に設けられ、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４を介して油路８１からの圧力（圧油）を蓄積する。アキュムレータ４６と油路８３１との間には、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をバイパスするように油路８３２が設けられている。油路８３２にはチェック弁４８が設けられている。チェック弁４８は、油路８３２を経由してアキュムレータ４６から油路８３１への圧油流入を許可し、油路８３２を経由して油路８３１からアキュムレータ４６への圧油流入を禁止する。すなわち、アキュムレータ４６への蓄圧は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオンされて、油路８３１と油路８３３とが連通された場合に限られる。

アキュムレータ４６の圧力より油路８１の圧力が低下すると、アキュムレータ４６に蓄積された圧油は、油路８３３、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４および油路８３１を経由して、もしくはチェック弁４８、油路８３２および油路８３１を経由して油路８１へ流入する。

制御回路６０は、コントローラ７０の操作レバー７１およびＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の操作状況に基づいて、比例電磁式減圧弁５１の設定圧力と、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４のＯＮ／ＯＦＦの切り替えと、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力とを制御する。制御回路６０による比例電磁式減圧弁５１、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４、および比例電磁式リリーフ弁４５の制御内容は、次に述べるとおりである。

制御回路６０から比例電磁式減圧弁５１への指令値は、コントロール弁４１を流れる圧油の流量が操作レバー７１の操作量に比例して変化するように、操作レバー７１の操作量に対応して決定される。したがって、シリンダ３０の動作速度は、操作レバー７１の操作量に比例する。

制御回路６０から比例電磁式リリーフ弁４５への指令値（圧力設定値）は、図４に示すように、操作レバー７１の操作量に対応して決定される。操作レバー７１の中立位置付近の不感帯は、操作レバー７１が中立位置からわずかに傾動されたたけで鋭敏にシリンダ３０が駆動されてしまうのを防止するため、操作レバー７１の操作量を認識しないように設けられた領域である。

把持装置１４が対象物を把持する方向（把持方向）へ操作レバー７１が不感帯を超えて操作されると、操作レバー７１の操作量の最大値に比例して比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値が決定される。また、決定された圧力設定値は、操作レバー７１が中立位置に戻されても操作レバー７１の把持方向への操作量の最大値に対応する圧力設定値で保持される。把持装置１４が対象物を解放する方向（解放方向）へ操作レバー７１が不感帯を超えて操作されると、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値は０に戻る。すなわち、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値は、操作レバー７１の把持方向への最大操作量に対応して設定され、操作レバー７１が解放方向に操作された場合にのみ初期化される。

制御回路６０からＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２と、操作レバー７１の操作量に応じて決定される。ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオフされているとき、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされ、かつ、操作レバー７１が把持方向に操作されると、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をオンする指令が出力される。その後、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオフされると、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をオフする指令が出力される。なお、上述した２つの場合を除き、制御回路６０からＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令は、変化しない。

−−−油圧回路の動作説明−−−
上述のように、この油圧回路では、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオフされている場合、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４はオフされるので、油路８１の圧油はＯＮ／ＯＦＦ弁４４で遮断されて、比例電磁式リリーフ弁４５およびアキュムレータ４６へは供給されずに、全量がシリンダ３０のボトム室３３へ供給される。コントロール弁４１から油路８１へ供給される圧油の流量は、操作レバー７１の把持方向への操作量に比例するので、シリンダ３０の把持方向への動作速度は、操作レバー７１の操作量に比例する。したがって、シリンダ３０は操作レバー７１による速度指令で把持方向に駆動される。把持対象物を把持することでシリンダ３０の駆動が停止されると、コントロール弁４１から供給される圧油によってボトム室３３の圧力は上昇する。シリンダ３０のボトム室３３へ供給される圧油の最大圧力は、メインリリーフ弁４２の設定圧力値となる。

ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオフされている状態から、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされ、かつ、操作レバー７１が把持方向に操作されると、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオンされる。これにより、油路８１の圧油は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４を通過して、比例電磁式リリーフ弁４５およびアキュムレータ４６へ供給される。上述のように、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値は、操作レバー７１の操作量の最大値に比例するので、シリンダ３０のボトム室３３に供給される圧油の最大圧力は、操作レバー７１の操作量の最大値に比例する。すなわち、シリンダ３０は圧力指令で把持方向に駆動される。

アキュムレータ４６へ圧油が供給された後、油路８１の圧力が低下すると、上述のように、アキュムレータ４６に蓄積された圧油は、油路８３３、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４および油路８３１を経由して、もしくはチェック弁４８、油路８３２および油路８３１を経由して油路８１へ流入する。すなわち、シリンダ３０のピストン部分や、比例電磁式リリーフ弁４５などから圧油がリークしても、アキュムレータ４６に蓄積された圧油によって、シリンダ３０のボトム室３３の圧力は維持される。したがって、把持対象物を把持した後、操作レバーを中立に戻すことで、コントロール弁４１からボトム室３３への圧油の供給を停止しても、アキュムレータ４６に蓄積された圧油によってボトム室３３の圧力が維持されるので、把持対象物は落下しない。

なお、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の状態にかかわらず、操作レバー７１が解放方向に操作されて、油路８２に圧油が供給された場合、チェック弁４７によって比例電磁式リリーフ弁４５への圧油流入が防止されているので、操作レバー７１の操作量に比例した流量でコントロール弁４１から油路８２へ供給された圧油は、すべてシリンダ３０のロッド室３４へ供給される。したがって、シリンダ３０の解放方向への動作速度は、操作レバー７１の操作量に比例する。すなわち、シリンダ３０は操作レバー７１による速度指令で開放方向に駆動される。

−−−フローチャート−−−
図５は、解体作業機１００に搭載された把持装置１４の開閉操作の動作を示すフローチャートである。この処理は、制御ユニット６０で実行されるプログラムにより行われる。不図示のエンジンキースイッチがオンされるとこのプログラムが起動される。ステップＳ１において、操作レバー７１やＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の状態を検出して（操作情報を取得して）ステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、ステップＳ１で取得した操作情報から操作レバー７１が解放方向に操作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、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値を初期化する。

ステップＳ３が否定判断されるか、ステップＳ５が実行されるとステップＳ７のサブルーチンへ進み、シリンダ３０を速度指令で駆動するか圧力指令で駆動するかを判定する。ステップＳ７のサブルーチンは後述する。ステップＳ７が実行されるとステップＳ９へ進み、ステップＳ７のサブルーチンでシリンダ３０を圧力指令で駆動するように判定されたか否かを判断する。

ステップＳ９が否定判断されるとステップＳ１１へ進み、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４への指令をオフとしてステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３において、ステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、コントロール弁４１を流れる圧油の流量が操作レバー７１の操作量に比例するように、比例電磁式減圧弁５１への速度指令値を演算してステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５において、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４への指令、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定の指令値、およびステップＳ１３で演算された比例電磁式減圧弁５１への速度指令値をそれぞれ出力してリターンする。

ステップＳ９が肯定判断されるとステップＳ１７へ進み、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４への指令をオンとしてステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９において、ステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、操作レバー７１の操作量に比例するように、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定の指令値を演算してステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２１において、ステップＳ１９で演算した比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定の指令値が、前回演算した比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定の指令値より大きいか否かを判断する。ステップＳ２１が肯定判断されるとステップＳ１３へ進む。ステップＳ２３が否定判断されると、ステップＳ１９で演算した比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定の指令値を前回演算した比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定の指令値で置き換えてステップＳ１３へ進む。

図６は、上述した図５のフローチャートにおける、ステップＳ７のサブルーチンを示している。ステップＳ７１において、前回の判定時に、シリンダ３０を圧力指令で駆動すると判定したか否かを判断する。ステップＳ７１が肯定判断されるとステップＳ７２へ進み、図５に示したメインルーチンのステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされているか否かを判断する。ステップＳ７２が肯定判断されるとステップＳ７３へ進み、シリンダ３０を圧力指令で駆動すると判定してメインルーチンに戻る。ステップＳ７２が否定判断されるとステップＳ７４へ進み、シリンダ３０を速度指令で駆動すると判定してメインルーチンに戻る。

ステップＳ７１が否定判断されるとステップＳ７５へ進み、図５に示したメインルーチンのステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされているか否かを判断する。ステップＳ７５が肯定判断されるとステップＳ７６へ進み、図５に示したメインルーチンのステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、操作レバー７１が把持方向に操作されたか否かを判断する。ステップＳ７６が肯定判断されるとステップＳ７３へ進む。ステップＳ７５もしくはステップＳ７６が否定判断されるとステップＳ７４へ進む。

上述した把持力制御装置では、次の作用効果を奏する。
（１） 比例電磁式リリーフ弁４５と、比例電磁式リリーフ弁４５の上流に接続したＯＮ／ＯＦＦ弁４４とをシリンダ３０に対して並列に配設し、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２によってＯＮ／ＯＦＦ弁４４の駆動位置を切り替えるように構成した。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされると、比例電磁式リリーフ弁４５への圧油流入が許可されて、シリンダ３０は圧力指令によって動作する。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオフされると、比例電磁式リリーフ弁４５への圧油流入が禁止されて、シリンダ３０は速度指令によって動作する。したがって、速度指令による高圧領域での把持機能を確保した上で、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定範囲を低圧領域に任意に定めた高精度な圧力制御が実現できる。これにより、最高圧力設定値の低い比例電磁式リリーフ弁を用いることで、低圧領域での圧力制御の精度が向上する反面、高圧領域での把持ができないという、従来の不都合を解決でき、柔軟軽量で過負荷により破損し易い対象物を容易な操作で適切に把持できるとともに重荷重の把持対象物も把持できる。このように、本実施の形態の把持力制御装置では、様々な対象物に応じて適切に把持できる優れた把持力制御が実現できる。

（２） メインポンプ４０からの圧油の圧力をアキュムレータ４６で蓄積するように構成した。これにより、アキュムレータ４６に蓄積された圧油によってボトム室３３の圧力が維持されるので、把持対象物の落下を防止でき把持の確実性と安全性を向上できる。

（３） アキュムレータ４６は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と比例電磁式リリーフ弁４５との間の油路８３３に設けるよう構成した。そして、アキュムレータ４６と油路８３１との間には、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をバイパスするようにチェック弁４８が配設された油路８３２を設けるよう構成した。したがって、アキュムレータ４６は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオンされたときのみ圧油を蓄積する。蓄積した圧油は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４を介することなくシリンダ３０へ供給できる。これにより、シリンダ３０が速度指令で動作するときには、アキュムレータ４６へ蓄圧されないのでアキュムレータ４６への蓄圧に伴うシリンダ３０の応答遅れを防止できる。また、蓄積した圧油は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオフされていてもシリンダ３０へ供給できる。よって、把持操作の精度と把持の確実性をともに向上できる優れた把持力制御が実現できる。

（４） ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２を操作レバー７１の把持部の端部に付設した。これにより、オペレータが操作レバー７１の把持部を把持したままでもＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の操作可能であるので、操作性が向上して効率のよい作業ができる。

（５） 比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値は、把持方向に操作された操作レバー７１の操作量の最大値に応じて設定され、かつ、解放方向に操作レバー７１が操作されるまで保持されるように構成した。したがって、操作レバー７１の操作量を一定に保持しなくても比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値を一定に維持できる。従来、操作レバーの操作量が保持されない場合には、比例電磁式リリーフ弁の設定圧力値が意図せず低下してしまうため、エネルギーロスが生じていたが、本実施の形態の解体作業機１００では、このエネルギーロスを回避できる。また、オペレータの手ぶれによる操作レバー７１の操作量変動による制御精度悪化も防止できる。

（６） ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の状態と、操作レバー７１の操作状態とによって、シリンダ３０を速度指令で駆動するか圧力指令で駆動するかを判定するように構成した。これにより、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が操作されただけでは速度指令から圧力指令に切り替わらないので、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が誤操作によってオンとされても、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４はオンとならないので、意図しないボトム室３３の圧力低下を防止できる。

−−−変形例−−−
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲にて種々の変形が可能である。
（１） 上述の説明では、コントローラ７０は、いわゆる電気レバーと呼ばれる操作装置であったが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図７に示すように、パイロットポンプ５０の圧油を直接制御するパイロット弁を有するコントローラ１７０を用いることもできる。この場合、圧力センサ９１によって操作レバー１７１が把持方向に操作されたときにコントロール弁４１へ供給されるパイロット圧力を検出して、操作レバー１７１の把持方向の操作量を検出することで、上述の説明と同様の制御ができる。

（２） 上述の説明では、シリンダ３０の作動圧力が比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値に達したことを報知するための手段については言及していないが、報知するための手段を設けてオペレータに報知することもできる。たとえば、図８に示すように、シリンダ３０の作動圧力を検出する圧力センサ９２と、表示モニタ９３とを設けて、表示モニタに９３に、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値と、圧力センサ９２で検出したシリンダ３０の作動圧力とを表示するようにしてもよい。また、シリンダ３０の作動圧力が比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値に達したことを報知する手段として、表示モニタ９３に限らず、音声によって報知したり、操作レバー７１の微少振動によって報知することもできる。

（３） 上述の説明では、比例電磁式リリーフ弁４５から解放される圧油は、コントロール弁４１を介して作動油タンク４３に戻しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図９，１０に示すように、比例電磁式リリーフ弁４５から解放された圧油が直接作動油タンク４３に戻るように、油路８３４を作動油タンク４３に直接接続してもよい。この場合、油路８３４に設けられていたチェック弁４７は不要である。また、例電磁式リリーフ弁４５から解放された圧油が直接作動油タンクに流れなくてもよく、コントロール弁４１を介さずに別途低圧ラインに流れるようにしてもよい。

（４） 上述の説明では、シリンダ３０を圧力指令で駆動するために、比例電磁式リリーフ弁４５を用いているが、本発明はこれに限定されない。たとえば図１１に示すように、比例電磁式リリーフ弁４５の代わりにＯＮ／ＯＦＦ弁１４５と圧力センサ９３とを設けることとしてもよい。そして、圧力センサ９３で検出したＯＮ／ＯＦＦ弁１４５に供給される圧油の圧力が、上述の説明において制御回路６０で演算された比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値と等しくなるように、ＯＮ／ＯＦＦ弁１４５をフィードバック制御することもできる。これにより、上述した実施の形態の作用効果と同様の作用効果を奏する。

このように、比例電磁式リリーフ弁４５の代わりにＯＮ／ＯＦＦ弁１４５と圧力センサ９３とを設けた場合、図１２に示すように、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４およびアキュムレータを油路８１とＯＮ／ＯＦＦ弁１４５とを結ぶ油路から油路８１へ移動させてもよい。この場合、ＯＮ／ＯＦＦ弁１４５をオフすることでシリンダ３０は速度指令によって動作する。また、油路８１に設けたＯＮ／ＯＦＦ弁１４４をオンすることで、上述の説明のように、アキュムレータ４６に蓄積された圧油によってボトム室３３の圧力を維持できる。これにより、簡便な構造で低圧領域での圧力制御の精度の向上と、高圧領域での把持とを両立できるので経済的である。

（５） 上述の説明では、アキュムレータ４６と油路８３１との間には、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をバイパスするようにチェック弁４８が配設された油路８３２を設けたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１３に示すように、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をバイパスする油路は設けなくてもよい。この場合、シリンダ３０のボトム室３３の圧力を維持する必要があるときにＯＮ／ＯＦＦ弁４４をオンするように制御すればよい。

（６） 上述の説明では、操作レバー７１の把持方向の操作量によって比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値を決定するようにしているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１４に示すように、制御回路６０に接続される圧力設定器６１によって比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値を決定するようにしてもよい。これにより、把持操作に不慣れなオペレータであっても、把持対象物に応じて適切な把持力が容易に設定できる。

（７） 上述の説明では、シリンダ３０のボトム室３３の圧力維持にアキュムレータ４６を用いているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１５に示すように、メインポンプ４０からの圧油を直接導く油路８４を油路８１に接続し、油路８４の途中にＯＮ／ＯＦＦ弁１４４を設ける。対象物の把持状態を保持する必要があるとき、油路８１に設けられた圧力センサ９２によってボトム室３３の圧力を検出して、ＯＮ／ＯＦＦ弁１４４をフィードバック制御することで、ボトム室３３の圧力を一定値に維持できる。

（８） 上述の説明では、比例電磁式リリーフ弁４５は１つだけであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図３に示した油路８１と油路８２とを結ぶ油路８３に設けられた各構成要素４４，４５，４６，４７，４８を油路８１と油路８２との間に複数段設けてもよい。この場合、各段の比例電磁式リリーフ弁の最高圧力設定値をそれぞれ異なるように構成することで、広範囲の圧力領域で圧力制御の精度を向上できる。
（９） 上述の説明では、コントローラ７０，１７０からの信号を電気的に処理して各部を制御していたが、操作装置も含めて電気的な処理をせずに油圧回路のみで構成することもできる。

（１０） 上述の説明では、図６に示したステップＳ７のサブルーチンによって、シリンダ３０を速度指令で駆動するか圧力指令で駆動するかを判定したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、シリンダ３０を速度指令で駆動するか圧力指令で駆動するかの判定は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２のオンオフの状態のみを検出することで判断してもよい。
（１１） 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。

以上の実施の形態およびその変形例において、流量制御手段はコントロール弁４１に、可変リリーフ手段は比例電磁式リリーフ弁４５に、切替手段はＯＮ／ＯＦＦ弁４４に、リリーフ手段はメインリリーフ弁４２に、操作手段はコントローラ７０に、選択手段はＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２に、圧力保持手段はアキュムレータ４６にそれぞれ対応する。また、圧力検出手段は圧力センサ９２に、報知手段は表示モニタ９３に、把持力検出手段は圧力センサ９３に、圧力制御手段はＯＮ／ＯＦＦ弁１４５に、設定手段は圧力設定器６１にそれぞれ対応する。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。

本発明による解体作業機１００の側面図である。 解体作業機１００の把持装置１４の構造を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路を示す図である。 操作レバー７１の操作量と、比例電磁式リリーフ弁４５への指令値（圧力設定値）との関係を示す図である。 解体作業機１００に搭載された把持装置１４の開閉操作の動作を示すフローチャートである。 図５のフローチャートにおける、ステップＳ７のサブルーチンを示すフローチャートである。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。

符号の説明

１４ 把持装置 ３０ シリンダ
３３ 把持側油室（ボトム室） ３４ 解放側油室（ロッド室）
４０ メインポンプ ４１ コントロール弁
４２ メインリリーフ弁 ４３ 作動油タンク
４４，１４４，１４５ ＯＮ／ＯＦＦ弁 ４５ 比例電磁式リリーフ弁
４６ アキュムレータ ４７，４８ チェック弁
５０ パイロットポンプ ５１ 比例電磁式減圧弁
６０ 制御回路 ６１ 圧力設定器
７０，１７０ コントローラ ７１，１７１ 操作レバー
７２ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ ９１，９２，９３ 圧力センサ
９３ 表示モニタ １００ 解体作業機
１０１ フロント作業腕

Claims (11)

1. 対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、
   前記把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、
   前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータに供給される圧油に関して、前記アクチュエータと並列に設けられる可変リリーフ手段と、
   前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータへ供給される圧油に関して、前記アクチュエータと並列に、かつ、前記可変リリーフ手段の上流に直列に設けられ、前記可変リリーフ手段に前記圧油を供給するか否かを切り替える切替手段と、
   前記可変リリーフ手段で設定され得るリリーフ圧力の最高圧力よりも高いリリーフ圧力に設定されるリリーフ手段と、
   操作部の操作に基づいて、前記流量制御手段によって前記アクチュエータに供給される圧油の流量と、前記可変リリーフ手段の前記リリーフ圧力とを変更する操作手段と、
   前記切替手段を切り替えるか否かを選択する選択手段とを備えることを特徴とする把持力制御装置。
2. 請求項１に記載の把持力制御装置において、
   前記操作部が操作されていないとき、前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータへ供給される圧油の圧力を保持する圧力保持手段をさらに備えることを特徴とする把持力制御装置。
3. 請求項２に記載の把持力制御装置において、
   前記圧力保持手段は、前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータへ供給される圧油の圧力を蓄積するアキュムレータであることを特徴とする把持力制御装置。
4. 請求項３に記載の把持力制御装置において、
   前記アキュムレータは、前記可変リリーフ手段に前記圧油を供給するように前記切替手段が切り替えられた時にのみ圧力を蓄積することを特徴とする把持力制御装置。
5. 請求項４に記載の把持力制御装置において、
   前記アキュムレータは、前記可変リリーフ手段と前記切替手段との間の管路から供給される圧油によって圧力を蓄積し、前記切替手段を介することなく前記蓄積した圧力を前記アクチュエータへ供給することを特徴とする把持力制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかの項に記載の把持力制御装置において、
   前記選択手段は、前記操作手段の操作部に付設されるスイッチであることを特徴とする把持力制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかの項に記載の把持力制御装置において、
   前記可変リリーフ手段の設定圧力は、前記把持爪を閉じる方向に前記アクチュエータが駆動されるように操作された前記操作部の最大操作量に応じて設定され、かつ、前記把持爪を開く方向に前記アクチュエータが駆動されるように前記操作部が操作されるまで保持されることを特徴とする把持力制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれかの項に記載の把持力制御装置において、
   前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータに供給される圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段で検出した圧力が、前記可変リリーフ手段の設定圧力に達したことを報知する報知手段とをさらに備えることを特徴とする把持力制御装置。
9. 対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、
   前記把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、
   前記把持爪の把持力を検出する把持力検出手段と、
   前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータに供給される圧油を低圧ラインへ流すことにより前記把持爪の把持力を制御する圧力制御手段と、
   操作部の操作に基づいて、前記流量制御手段によって前記アクチュエータに供給される圧油の流量と、前記把持爪の把持力とを変更する操作手段と、
   前記圧力制御手段により前記把持爪の把持力を制御するか否かを選択する選択手段とを備えることを特徴とする把持力制御装置。
10. 対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、
    前記把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、
    前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータに供給される圧油に関して、前記アクチュエータと並列に設けられる可変リリーフ手段と、
    前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータへ供給される圧油に関して、前記アクチュエータと並列に、かつ、前記可変リリーフ手段の上流に直列に設けられ、前記可変リリーフ手段に前記圧油を供給するか否かを切り替える切替手段と、
    前記可変リリーフ手段で設定され得るリリーフ圧力の最高圧力よりも高いリリーフ圧力に設定されるリリーフ手段と、
    操作部の操作に基づいて、前記流量制御手段によって前記アクチュエータに供給される圧油の流量を変更する操作手段と、
    前記可変リリーフ手段の前記リリーフ圧力を設定する設定手段と、
    前記切替手段を切り替えるか否かを選択する選択手段とを備えることを特徴とする把持力制御装置。
11. 対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の把持力制御装置と、
    前記把持装置が取り付けられる腕を有する旋回体と、
    前記旋回体を旋回可能に保持する走行体とを備えることを特徴とする解体作業機。

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