JP2005350945A - 把持力制御装置および解体作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】 把持操作が容易であ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】 木材把持モード、プラスチック把持モード、ガラス把持モード、または呼び出しモードが選択された場合、制御回路６０は、各モードを選択するスイッチ１２１〜１２４に関連づけられた設定値を比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値の指令値とする。レバー連動モードが選択された場合、制御回路６０は、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値が操作レバー７１の操作量に比例するように、レバー信号処理部６１で演算されたコントロール弁４１の速度指令値から指令値を演算する。シリンダ３０に供給される圧油の最大圧力は、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値と等しくなるので、把持装置１４の最大把持力は、把持力設定器１１０の各スイッチ１２１〜１２５で選択された各把持モードにおける各最大把持力と等しくなる。
【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。

油圧アクチュエータを用いて対象物を加圧する作業機械が知られている。この作業機械では、油圧アクチュエータによって駆動されるクランプが対象物を加圧する。クランプの加圧力は、操作レバーの操作量に応じた加圧力で対象物を加圧するように制御装置で制御されている（特許文献１参照）。

特開平１１−１２５２０６号公報

対象物を加圧する場合、同様の対象物に対する同様の作業であれば、その加圧力は略一定である。そのため、同様の対象物に対する同様の作業が繰り返される場合、従来の作業機械に用いられる制御装置では、毎回同じ加圧力を得るために、毎回同じ操作量となるように操作レバーを操作する必要がある。

（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、把持爪の把持力を検出する把持力検出手段と、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調節する操作手段と、あらかじめ設定された少なくとも１つの把持力の設定値を記憶する把持力記憶手段と、把持力記憶手段が記憶した把持力の設定値のいずれか一つを選択する選択手段と、把持力の設定値のいずれか一つが選択手段で選択されると、把持力検出手段で検出した把持力が選択手段で選択された把持力の設定値を超えないようにアクチュエータに対して供給される圧油を制御する制御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、操作手段は、操作部の操作に基づいて、把持力をさらに変更し、把持力記憶手段は、あらかじめ設定された少なくとも１つの把持力の設定値とは別に、操作手段で変更された把持力を把持力の設定値の一つとしてさらに記憶することを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の把持力制御装置において、制御手段は、把持力の設定値のいずれか一つが選択手段で選択されると、流量制御手段を制御することで、把持力検出手段で検出した把持力が選択手段で選択された把持力の設定値を超えないようにアクチュエータに対して供給される圧油を制御することを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項１または請求項２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制御する圧力制御手段をさらに備え、制御手段は、把持力の設定値のいずれか一つが選択手段で選択されると、圧力制御手段の設定圧力を制御することで、把持力検出手段で検出した把持力が選択手段で選択された把持力の設定値を超えないようにアクチュエータに対して供給される圧油を制御することを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載の把持力制御装置において、運転席内に設けられ、把持力検出手段が検出した把持装置の把持力を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする。
（６） 請求項６の発明による解体作業機は、請求項１〜５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、把持力記憶手段に記憶された把持力の設定値が選択手段で選択されると、把持力検出手段で検出した把持力が選択手段で選択された把持力の設定値を超えないようにアクチュエータに対して供給される圧油を制御されるよう構成した。これにより、最大把持力の設定を容易に変更でき、操作性が向上する。また、同じ把持力を得るために毎回同じ操作量となるように操作レバーを操作する必要はないので、オペレータの疲労を低減できる。

図１〜８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、比例電磁式リリーフ弁４５と、チェック弁４７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、圧力センサ９２と、把持力設定器１１０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６０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。油路８１には圧力センサ９２が設けられており、油路８１の圧力、すなわち、シリンダ３０のボトム室３３に供給される圧油の圧力が圧力センサ９２によって検出される。以下の説明では、ボトム室３３に供給される圧油を供給圧油Ｆと呼び、圧力センサ９２によって検出される供給圧油Ｆの圧力を検出圧力Ｐと呼ぶ。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、比例電磁式リリーフ弁４５と、チェック弁４７とが設けられている。比例電磁式リリーフ弁４５は、油路８３上でシリンダ３０と並列に配設されている。比例電磁式リリーフ弁４５のリリーフ圧（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。

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、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力とを制御する。圧力センサ９２で検出された検出圧力Ｐは、制御回路６０で把持装置１４の把持力Ｇに変換されて、後述する把持力設定器１１０に表示される。なお、把持装置１４の把持力は、検出圧力Ｐに比例し、シリンダ３０のピストンの断面積や把持爪２１，２２を開閉駆動するレバー機構のレバー比などで表される係数と検出圧力Ｐとの積で表される。

上述のように構成される油圧回路では、後述するように、操作レバー７１の操作量に応じた速度でシリンダ３０が駆動される。また供給圧油Ｆの最大圧力は、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値によって決定される。本実施の形態の把持力制御装置では、供給圧油Ｆの圧力を後述するように比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力で制御することで、把持装置１４の把持力の最大値を制御する。

図４は、コントローラ７０の構造を示す図である。コントローラ７０は、操作レバー７１と、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２と、ポテンショメータ７３と、中立復帰バネ７４と、ストッパ７５とを有する。操作レバー７１は、ストッパ７５で規制された操作範囲内で前後方向もしくは左右方向に操作可能であり、操作力が加わってない状態では中立復帰バネ７４によって中立位置に復帰する。

ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２は、把持力を記憶させるためのスイッチであり、上述のように、操作レバー７１の把持部の端部に付設されている。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が押圧操作されると、押圧された時点に於ける検出圧力Ｐが後述する制御回路６０のメモリに記憶される。なお、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２による検出圧力Ｐの記憶は、後述する力制御のＯＮ／ＯＦＦ状態には影響されない。

ポテンショメータ７３には、不図示の電源から＋５Ｖの電源が接続されるＶｓ端子と、解体作業機１００の車体に接地されるＧＮＤ端子と、操作レバー７１の操作量に応じた電圧が出力されるＶｏｕｔ端子とが設けられている。Ｖｏｕｔ端子は、制御回路６０に接続されている。

図５に、操作レバー７１の操作量と、Ｖｏｕｔ端子に出力される電圧との関係を図示する。操作レバー７１が中立位置であるとき、Ｖｏｕｔ端子には電圧Ｖ０が出力される。操作レバー７１が中立位置からＬ方向に操作されると、操作量に応じてＶｏｕｔ端子に出力される電圧が上昇する。操作レバー７１がＬ方向の上限（ＳＬｍａｘ）まで操作されると、Ｖｏｕｔ端子には電圧ＶＬが出力される。同様に、操作レバー７１が中立位置からＲ方向に操作されると、操作量に応じてＶｏｕｔ端子に出力される電圧が下降する。操作レバー７１がＲ方向の上限（ＳＲｍａｘ）まで操作されると、Ｖｏｕｔ端子には電圧ＶＲが出力される。

なお、以下の説明では、把持装置１４が対象物を把持する方向、および、把持装置１４が対象物を把持するように操作レバー７１が操作される方向を把持方向と呼び、把持装置１４が対象物を解放する方向、および、把持装置１４が対象物を解放するように操作レバー７１が操作される方向を解放方向と呼ぶ。

図６は、制御回路６０の構成を示すブロック図である。制御回路６０は、レバー信号処理部６１と、最大把持力制御処理演算部６２と、出力指令演算部６３と、メモリ６４とを有する。コントローラ７０のポテンショメータ７３から出力されたＶｏｕｔ端子の電圧は、レバー信号処理部６１に入力される。レバー信号処理部６１では、入力されたＶｏｕｔ端子の電圧に基づいて演算したコントロール弁４１の速度指令値を最大把持力制御処理演算部６２、および出力指令演算部６３に出力する。最大把持力制御処理演算部６２には、圧力センサ９２で検出されたシリンダ３０の負荷圧力の信号、および後述する把持力設定器１１０の各種設定信号も入力される。

最大把持力制御処理演算部６２は、レバー信号処理部６１で演算されたコントロール弁４１の速度指令値と、シリンダ３０の負荷圧力と、把持力設定器１１０の各種設定信号と、メモリ６４に格納された各種設定値に基づいて比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値を演算して、出力指令演算部６３に出力する。

出力指令演算部６３は、レバー信号処理部６１で演算されたコントロール弁４１の速度指令値に基づいて、比例電磁式減圧弁５１のソレノイドの励磁信号を出力するとともに、最大把持力制御処理演算部６２で演算された比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値に基づいて比例電磁式リリーフ弁４５のソレノイドの励磁信号を出力する。メモリ６４には、把持対象物の種類に応じてあらかじめ定められた比例電磁式リリーフ弁４５の複数の設定圧力値（以下、材料別設定値と呼ぶ）が格納されている。また、メモリ６４は、上述のように、操作レバー７１に付設されたＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が押圧された時点に於ける検出圧力Ｐを記憶する。以下の説明では、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が押圧されることで記憶された検出圧力Ｐの値を任意設定値と呼ぶ。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が複数回押圧操作されたときには、直近の押圧操作時の検出圧力Ｐが任意設定値として記憶される。これら材料別設定値および任意設定値は、後述する把持力設定器１１０で選択可能である。メモリ６４には、選択された把持モード（後述）も記憶される。

図７に示すように、把持力設定器１１０は、把持力Ｇの表示、および把持力の最大値（最大把持力Ｇｍａｘ）の設定が可能な設定器であり、解体作業機１００の運転室４に設けられている。把持力設定器１１０は、把持力モニタ値インジケータ１１１と、把持力設定値インジケータ１１２と、把持力設定スイッチ１２１〜１２３と、設定値呼び出しスイッチ１２４と、レバー連動スイッチ１２５と、表示ランプ１２１ａ〜１２５ａと、力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４と、力制御ＯＮ／ＯＦＦ状態表示ランプ１１５とを有する。

把持力モニタ値インジケータ１１１は、把持装置１４の実際の把持力Ｇを表示し、把持力設定値インジケータ１１２は、後述する各スイッチ１２１〜１２５で選択された各把持モードにおける各最大把持力Ｇｍａｘを表示する。把持装置１４の把持力Ｇは、上述のように検出圧力Ｐに基づいて算出される。

力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４は、把持装置１４で対象物を把持する際の把持力の最大値が、各スイッチ１２１〜１２５で選択された各把持モードにおける各最大把持力Ｇｍａｘとなるようにシリンダ３０を制御する（以下、力制御と呼ぶ）か否かを選択するスイッチである。力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４が操作されて、把持装置１４を力制御することが選択されると、力制御ＯＮ／ＯＦＦ状態表示ランプ１１５が点灯する。力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４の選択状態と把持装置１４の動作との関係については、後述する。

把持力設定スイッチ１２１〜１２３は、それぞれ木材、プラスチック、ガラスの把持に適した力制御の制御条件（把持モード）を選択するスイッチである。以下の説明では、把持力設定スイッチ１２１〜１２３によって選択された把持モードを、それぞれ木材把持モード、プラスチック把持モード、ガラス把持モードと呼ぶ。

設定値呼び出しスイッチ１２４は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が押圧されたときの把持力を最大把持力Ｇｍａｘに設定する把持モードを選択するスイッチである。設定値呼び出しスイッチ１２４によって選択された把持モードを、呼び出しモードと呼ぶ。レバー連動スイッチ１２５は、操作レバー７１の把持方向の操作量に応じて最大把持力Ｇｍａｘを設定する把持モードを選択するスイッチである。レバー連動スイッチ１２５によって選択された把持モードを、レバー連動モードと呼ぶ。

把持力設定スイッチ１２１〜１２３には、制御回路６０のメモリ６４に格納された材料別設定値が関連づけられ、設定値呼び出しスイッチ１２４には、制御回路６０のメモリ６４に記憶された任意設定値が関連づけられている。たとえば、スイッチの名称が木材と表記されている把持力設定スイッチ１２１には、木材の把持に適した最大把持力Ｇｍａｘが得られる材料別設定値が関連づけられている。同様に、スイッチの名称がプラスチックと表記されている把持力設定スイッチ１２２には、プラスチックの把持に適した最大把持力Ｇｍａｘが得られる材料別設定値が関連づけられている。スイッチの名称がガラスと表記されている把持力設定スイッチ１２３には、ガラスの把持に適した最大把持力Ｇｍａｘが得られる材料別設定値が関連づけられている。

各スイッチ１２１〜１２５のいずれかが選択されると、選択されたスイッチ１２１〜１２５の上部に配設された表示ランプ１２１ａ〜１２５ａが点灯する。そして、各スイッチ１２１〜１２５で選択された各把持モードにおける各最大把持力Ｇｍａｘが後述するように演算されて、把持力設定値インジケータ１１２に表示される。

―――力制御ＯＦＦ状態―――
力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４が操作されて、把持装置１４を力制御しないことが選択されると、力制御ＯＮ／ＯＦＦ状態表示ランプ１１５は消灯する。この場合、最大把持力制御処理演算部６２は、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値を設定可能な最大圧力とする指令値を出力指令演算部６３に出力する。出力指令演算部６３は、入力された指令値に基づいて、比例電磁式リリーフ弁４５のソレノイドの励磁信号を出力する。これにより、シリンダ３０に供給される圧油の最大圧力は、比例電磁式リリーフ弁４５で設定可能な最大圧力と等しくなる。

また、出力指令演算部６３は、レバー信号処理部６１で演算されたコントロール弁４１の速度指令値に基づいて、比例電磁式減圧弁５１のソレノイドの励磁信号を出力する。すなわち、出力指令演算部６３から比例電磁式減圧弁５１へ出力される指令値は、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決定されて出力される。これにより、シリンダ３０は、操作レバー７１の操作量に応じた速度で駆動される。したがって把持爪２１，２２も操作レバー７１の操作量に応じた速度で開閉される。

―――力制御ＯＮ状態―――
力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４が操作されて、把持装置１４を力制御することが選択されると、力制御ＯＮ／ＯＦＦ状態表示ランプ１１５は点灯する。この場合、最大把持力制御処理演算部６２は、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値が把持力設定器１１０の各スイッチ１２１〜１２５で選択された把持モードの最大把持力Ｇｍａｘとなるように指令値を以下のように演算して、出力指令演算部６３に出力する。

（１） 木材把持モード、プラスチック把持モード、ガラス把持モード、または呼び出しモードが選択された場合、最大把持力制御処理演算部６２は、各スイッチ１２１〜１２４に関連づけられた材料別設定値または任意設定値を比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値の指令値とする。
（２） レバー連動モードが選択された場合、最大把持力制御処理演算部６２は、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値が操作レバー７１の操作量に比例するように、レバー信号処理部６１で演算されたコントロール弁４１の速度指令値から指令値を演算する。

出力指令演算部６３は、入力された指令値に基づいて、比例電磁式リリーフ弁４５のソレノイドの励磁信号を出力する。シリンダ３０に供給される圧油の最大圧力は、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値と等しくなるので、把持装置１４の最大把持力は、把持力設定器１１０の各スイッチ１２１〜１２５で選択された把持モードの最大把持力Ｇｍａｘと等しくなる。

また、出力指令演算部６３から比例電磁式減圧弁５１へ出力される指令値は、上述した力制御がＯＦＦの状態と同様に、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決定されて出力される。

把持力設定値インジケータ１１２には、最大把持力制御処理演算部６２で演算された指令値、すなわち、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値から算出される把持装置１４の最大把持力Ｇｍａｘが表示される。

―――フローチャート―――
図８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、制御回路６０の最大把持力制御処理演算部６２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、把持力設定器１１０の力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４がＯＮであるか否かを判断する。

ステップＳ１が否定判断されるとステップＳ３へ進み、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値を設定可能な最大圧力とする指令値を演算してステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、ステップＳ３演算した指令値を出力指令演算部６３に出力して、ステップＳ１へ戻る。

ステップＳ１が肯定判断されるとステップＳ１１へ進み、メモリ６４に記憶している把持モードを読み出して選択された把持モードとしてステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３において、各スイッチ１２１〜１２５のいずれかが操作されて把持モード変更されたか否かを判断する。ステップＳ１３が肯定判断されるとステップＳ１５へ進み、選択された把持モードが木材把持モード、プラスチック把持モード、またはガラス把持モードのいずれかであるか否かを判断する。ステップＳ１５が肯定判断されるとステップＳ１７へ進み、選択されている把持モードのスイッチ１２１〜１２３に関連づけられた材料別設定値を比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値の指令値としてステップＳ３１へ進む。

ステップＳ１３またはステップＳ１５のいずれかが否定判断されるとステップＳ２１へ進み、選択された把持モードがレバー連動モードであるか否かを判断する。ステップＳ２１が肯定判断されるとステップＳ２３へ進み、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値が操作レバー７１の操作量に比例するように、レバー信号処理部６１で演算されたコントロール弁４１の速度指令値から指令値を演算してステップＳ３１へ進む。

ステップＳ２１が否定判断されるとステップＳ２５へ進み、選択された把持モードが呼び出しモードであるか否かを判断する。ステップＳ２５が肯定判断されるとステップＳ２７へ進み、任意設定値を比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値の指令値としてステップＳ３１へ進む。ステップＳ２５が否定判断されるとステップＳ２９へ進み、選択されている把持モードのスイッチ１２１〜１２３に関連づけられた材料別設定値を比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値の指令値としてステップＳ３１へ進む。

ステップＳ３１において、ステップＳ１７，Ｓ２３，Ｓ２７，Ｓ２９のいずれかのステップで演算した比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値の指令値から最大把持力Ｇｍａｘを演算してステップＳ３３へ進む。ステップＳ３３において、ステップＳ３１で演算した最大把持力Ｇｍａｘを把持力設定値インジケータ１１２に出力してステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５において、ステップＳ１７，Ｓ２３，Ｓ２７，Ｓ２９のいずれかのステップで演算した比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値の指令値を出力指令演算部６３に出力して、ステップＳ３７へ進む。

ステップＳ３７において、圧力センサ９２で検出した検出圧力Ｐから把持力Ｇを演算してステップＳ３９へ進む。ステップＳ３９において、ステップＳ３７で演算した把持力Ｇを把持力モニタ値インジケータ１１１に出力してステップＳ４１へ進む。ステップＳ４１において、把持力設定器１１０の力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４がＯＮであるか否かを判断する。ステップＳ４１が肯定判断されるとステップＳ１３へ戻る。ステップＳ４１が否定判断されるとステップＳ４３へ進み、選択されていた把持モードをメモリ６４に記憶させてリターンする。

上述した本実施の形態の解体作業機１００では、次の作用効果を奏する。
（１） メモリ６４に記憶された比例電磁式リリーフ弁４５の複数の設定圧力値を把持力設定器１１０の各スイッチで選択することで、把持装置１４の把持力が、選択された各最大把持力Ｇｍａｘを超えないように制御されるよう構成した。これにより、最大把持力の設定を容易に変更でき、操作性が向上する。また、同じ把持力を得るために毎回同じ操作量となるように操作レバーを操作する必要はないので、オペレータの疲労を低減できる。

（２） 把持する対象物の材料に応じた材料別設定値をメモリ６４にあらかじめ格納しているので、様々な把持対象物が混在する解体作業であっても、対象物に応じた最大把持力の設定が即座にできる。これにより、解体作業効率が向上する。また、各スイッチ１２１〜１２３が材料名を選択する方式であり、分かり易い。

（３） ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が押圧された時点に於ける検出圧力Ｐを任意設定値としてメモリ６４に記憶するとともに、設定値呼び出しスイッチ１２４によって任意設定値を読み出して、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が押圧されたときの把持力が最大把持力Ｇｍａｘとなるよう構成した。これにより、オペレータが把持対象物に応じて最大把持力を任意の値に設定できるとともに、一度設定した最大把持力を容易に呼び出すことができるので、利便性が高い。

（４） 把持力設定器１１０で設定した把持モードに応じて、各把持モードにおける各最大把持力Ｇｍａｘを越えないように把持装置１４による把持力Ｇを比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力で制御するように構成した。これにより、油圧回路を複雑化することなく、把持対象物の破損を防止でき、安全性が高まる。

（５） 把持力設定器１１０を運転席４に設け、設定された把持モードや最大把持力Ｇｍａｘ、把持装置１４の実際の把持力Ｇを表示するように構成した。これにより、設定された把持モードや最大把持力Ｇｍａｘの確認が容易となるとともに、把持装置１４による把持力Ｇをリアルタイムで把握できる。特に、オペレータが把持作業をしながら把持対象物の状態に応じて操作レバー７１の操作量を調節することで把持力Ｇを調節したり、最大把持力Ｇｍａｘを設定できるので、作業効率が向上する。

（６） レバー連動モードが選択されると、操作レバー７１の把持方向の操作量に応じて最大把持力Ｇｍａｘが設定されるよう構成した。これにより、オペレータが把持作業をしながら把持対象物の変形や破損の有無など、把持状態を観察しながら適切な最大把持力Ｇｍａｘを設定できるので、最大把持力Ｇｍａｘの設定時間を短縮して作業効率を向上できる。

（７） 把持力設定器１１０に力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４を設けて、力制御のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるよう構成した。これにより、力制御がＯＮの状態では、上述のように最大把持力Ｇｍａｘの選択と制御が可能となり、力制御がＯＦＦの状態では、シリンダ３０は、操作レバー７１の操作量に応じた速度で駆動される。したがって、作業状態に応じて把持装置１４の把持力の制御方法を変更でき、利便性が高い。

―――変形例―――
（１） 上述の説明では、材料別設定値および任意設定値は、制御回路６０のメモリ６４に記憶されるよう構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持力設定器１１０に設けたメモリに記憶するよう構成してもよい。

（２） 上述の説明では、把持力設定器１１０の把持力設定スイッチ１２１〜１２３に、それぞれ木材、プラスチック、ガラスの名称を付していたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持力のレンジを表す大中小などの表示をして、各スイッチ１２１〜１２３が選択された際に、この表示の順にしたがって異なる最大把持力Ｇｍａｘで制御される把持モードが設定されるように構成してもよい。また、最大把持力Ｇｍａｘの数値を各スイッチ１２１〜１２３の名称として付してもよい。なお、把持力設定スイッチ１２１〜１２３の数は３つに限られない。材料別設定値を呼び出す把持力設定スイッチはなくてもよく、また１つでも２つでもよく、４つ以上であってもよい。同様に、設定値呼び出しスイッチ１２４やレバー連動スイッチ１２５はなくてもよく、設定値呼び出しスイッチ１２４が２つ以上設けられていてもよい。

（３） 上述の説明では、供給圧油Ｆが常に比例電磁式リリーフ弁４５にも供給されるよう構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図９に示すように、比例電磁式リリーフ弁４５の直前にＯＮ／ＯＦＦ弁を設け、力制御ＯＮ時にＯＮ／ＯＦＦ弁４４を開き、ＯＦＦ時にＯＮ／ＯＦＦ弁４４を閉じることとして、力制御がＯＦＦの時には、メインリリーフ弁４２の設定圧力まで供給圧油Ｆの圧力を昇圧可能としてもよい。

（４） 上述の説明では、把持力設定器１１０に把持装置１４の実際の把持力Ｇと、各把持モードにおける最大把持力Ｇｍａｘとを表示するよう構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、実際の把持力Ｇもしくは各把持モードにおける最大把持力Ｇｍａｘのいずれか一方のみを表示するよう構成してもよく、オペレータによって選択された実際の把持力Ｇもしくは各把持モードにおける最大把持力Ｇｍａｘのいずれか一方が一つのインジケータで表示するように構成してもよい。

（５） 上述の説明では、図８に示したフローチャートのステップＳ１１において、メモリ６４に記憶している把持モードを読み出して、これを選択された把持モードとしているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ステップＳ１１では、あらかじめ定められたある一つの把持モードが常に選択されるように構成してもよい。また、エンジンキースイッチがオンされた後に最初にステップＳ１１が実行されるときのみ、あらかじめ定められたある一つの把持モードが常に選択されるように構成し、２回目以降にステップＳ１１が実行されるときには、メモリ６４に記憶している把持モードを読み出して、これを選択された把持モードとなるように構成してもよい。

（６） 上述の説明では、把持装置１４の最大把持力Ｇｍａｘの制御をするよう構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持装置１４ではなく、バケットを有するフロント作業腕が取り付けられた作業機において、バケットによる地面の均し作業を行う際にバケットを地面に押しつける力を上述の説明と同様に制御するように構成してもよい。

（７） 上述の説明では、圧力センサ９２によって検出圧力Ｐを検出していたが、本発明はこれに限定されない。たとえば把持力を計測するセンサを把持爪２１，２２の少なくとも一方に直接取り付けることで把持力を計測してもよい。この場合、把持力を供給圧油Ｆの圧力に変換する変換テーブルを用意し、この変換テーブルで把持力を供給圧油Ｆの圧力に変換すれば、上述の説明と同様に制御できる。センサとしては、たとえば、把持爪２１，２２のひずみを測定するひずみゲージでもよく、把持対象物に直接接触するようなセンサでもよい。

（８） 上述の説明では、材料別設定値はメモリ６４にあらかじめ記憶されたものであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持力設定器１１０などから材料別設定値を任意の値に変更可能にしてもよい。

（９） 上述の説明では、力制御することが選択されると、把持力Ｇは最大把持力Ｇｍａｘを越えないように制御されるだけであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持力Ｇが設定された最大把持力Ｇｍａｘ未満であれば、操作レバー７１の操作量に応じた把持力となるようにフィードバック制御を行ってもよい。すなわち、ポテンショメータ７３のＶｏｕｔ端子から出力される電圧に応じた把持力を制御回路６０で演算して、検出圧力Ｐによって実際の把持力Ｇが演算された把持力と等しくなるよう比例電磁式減圧弁５１を制御するように構成してもよい。

（１０） 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１０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。

（１１） 上述の説明では、最大把持力Ｇｍａｘの制御は、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値を変更することで制御しているが、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、コントロール弁４１とシリンダ３０のボトム室３３との間の油路８１に比例電磁式減圧弁１４５を設け、上述した比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値の設定と同様に比例電磁式減圧弁１４５の設定圧力値を制御することで、最大把持力を制御してもよい。また、圧力センサ９２の検出圧力Ｐに基づいて把持力Ｇを検出し、この把持力Ｇが選択された把持モードに於ける最大把持力Ｇｍａｘを超えないように比例電磁弁５１へ指令値を出力して、コントロール弁４１のスプールを制御することで最大把持力を制御してもよい。この場合、比例電磁式リリーフ弁４５および比例電磁式減圧弁１４５はなくてもよい。

（１２） 上述の説明では、把持装置１４の駆動源としてシリンダ３０を用いているが本発明はこれに限定されない。シリンダ３０のような直動型シリンダに限らず、たとえば、ロータリアクチュエータを用いてもよい。また、作動流体は石油系作動油や合成作動油の他、水−グリコール系作動油のような難燃性作動油であってもよい。

（１３） 上述の説明では、力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４は、把持力設定器１１０に設けているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、操作レバー７１に力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１１４を設けてもよく、運転席４の他の場所に設けてもよい。
（１４） 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変形例において、たとえば、流量制御手段はコントロール弁４１に、把持力検出手段は圧力センサ９２に、操作手段はコントローラ７０，１７０に、把持力記憶手段はメモリ６４に、選択手段および表示手段は把持力設定器１１０に、制御手段は制御回路６０にそれぞれ対応する。圧力制御手段は比例電磁式リリーフ弁４５および比例電磁式減圧弁１４５に対応する。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。 コントローラ７０の構造を示す図である。 操作レバー７１の操作量と、Ｖｏｕｔ端子に出力される電圧との関係を示す図である。 制御回路６０の構成を示すブロック図である。 把持力設定器１１０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。 本発明の変形例を示す図である。 本発明の変形例を示す図である。 本発明の変形例を示す図である。

符号の説明

４ 運転席 １０ ブーム
１２ アーム １４ 把持装置
２０ 把持装置本体 ２１，２２ 把持爪
３０ シリンダ ３１ シリンダロッド
３１ａ ロッド先端 ３２ シリンダ本体
３２ａ シリンダボトム ３３ ボトム室
４１ コントロール弁 ４５ 比例電磁式リリーフ弁
５１ 比例電磁式減圧弁 ６０ 制御ユニット
６１ レバー信号処理部 ６２ 最大把持力制御処理演算部
６３ 出力指令演算部 ６４ メモリ
７０，１７０ コントローラ ７１ 操作装置
７２ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ ９２ 圧力センサ
１００ 解体作業機 １０１ フロント作業機
１１０ 把持力設定器 １１１ 把持力モニタ値インジケータ
１１２ 把持力設定値インジケータ １１４ 力制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
１２１〜１２３ 把持力設定スイッチ １２４ 設定値呼び出しスイッチ
１２５ レバー連動スイッチ １４５ 比例電磁式減圧弁

Claims (6)

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、
   前記把持爪の把持力を検出する把持力検出手段と、
   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調節する操作手段と、
   あらかじめ設定された少なくとも１つの把持力の設定値を記憶する把持力記憶手段と、
   前記把持力記憶手段が記憶した前記把持力の設定値のいずれか一つを選択する選択手段と、
   前記把持力の設定値のいずれか一つが前記選択手段で選択されると、前記把持力検出手段で検出した前記把持力が前記選択手段で選択された前記把持力の設定値を超えないように前記アクチュエータに対して供給される圧油を制御する制御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、
   前記操作手段は、前記操作部の操作に基づいて、前記把持力をさらに変更し、
   前記把持力記憶手段は、あらかじめ設定された少なくとも１つの前記把持力の設定値とは別に、前記操作手段で変更された前記把持力を把持力の設定値の一つとしてさらに記憶することを特徴とする把持力制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の把持力制御装置において、
   前記制御手段は、前記把持力の設定値のいずれか一つが前記選択手段で選択されると、前記流量制御手段を制御することで、前記把持力検出手段で検出した前記把持力が前記選択手段で選択された前記把持力の設定値を超えないように前記アクチュエータに対して供給される圧油を制御することを特徴とする把持力制御装置。
4. 請求項１または請求項２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制御する圧力制御手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記把持力の設定値のいずれか一つが前記選択手段で選択されると、前記圧力制御手段の設定圧力を制御することで、前記把持力検出手段で検出した前記把持力が前記選択手段で選択された前記把持力の設定値を超えないように前記アクチュエータに対して供給される圧油を制御することを特徴とする把持力制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれかの項に記載の把持力制御装置において、
   運転席内に設けられ、前記把持力検出手段が検出した前記把持装置の把持力を表示する表示手段をさらに備え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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