JP2732976B2 - 多関節形作業機械用油圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連結された少なくとも
３本のアームの先端部に所定の動きをさせることができ
る多関節形作業機械用油圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多関節形作業機械としては、例えば図５
に示すようなものが知られている。この多関節形作業機
械は、旋回可能な作業機械本体１を有しており、この作
業機械本体１には、第１アーム２が揺動可能に連結され
ている。この第１アーム２には第２アーム３が揺動可能
に連結され、第２アーム３には第３アーム４が揺動可能
に連結され、第３アーム４にはエキステンションアーム
５が揺動可能に連結されている。また、作業機械本体１
と第１アーム２との間には第１油圧シリンダ６が設けら
れ、第１アーム２と第２アーム３との間には第２油圧シ
リンダ７が、第２アーム３と第３アーム４との間には第
３油圧シリンダ８が、第３アーム４とエキステンション
アーム５との間には第４油圧シリンダ９が設けられてい
る。そして、不図示のコントローラにより、エキステン
ションアーム５の先端部が所定の軌跡を描くようにいず
れか２つの油圧シリンダが自動制御される。

【０００３】この多関節形作業機械は、図５に示すよう
な標準仕様の他、図６に示すようなショートアーム仕様
としても使用される。このショートアーム仕様は、架線
の下や橋桁の下等、高さに制限のある場所で作業性を向
上させるために使用されるものである。図５の標準仕様
から図６のショートアーム仕様へ切換えるには、エキス
テンションアーム５、第３アーム４、第４油圧シリンダ
９を取り外し、代りに第２アーム３の先端にショートア
ーム用エキステンションアーム１０を連結して、これを
第３油圧シリンダ８で駆動するようにする。

【０００４】次に、この多関節形作業機械に用いられる
従来の油圧制御装置の油圧回路について説明する。図６
は標準仕様の場合の油圧回路を示す。自動制御用方向流
量制御弁１０には、セルフシール継手１１を介して第３
油圧シリンダ８が接続されるとともに、第２油圧シリン
ダ７が直接接続されている。一方、手動方向流量制御弁
１２には、第１油圧シリンダ６と第３油圧シリンダ８と
が直接接続されている。このような構成において、自動
制御用方向流量制御弁１０で軌跡制御するには、第１油
圧シリンダ６は固定し、第２油圧シリンダ７と第３油圧
シリンダ８、すなわち、第２アーム３と第３アーム４と
を作動させる。

【０００５】一方、ショートアーム仕様で作動させる場
合は、図７のようにする。すなわち、第３油圧シリンダ
８と自動制御用方向流量制御弁１０とを接続していたセ
ルフシール継手を外し、第１油圧シリンダ６と自動制御
用方向流量制御弁１０とをセルフシール継手１３で接続
する。これによって、第１油圧シリンダ６と第２油圧シ
リンダ７、すなわち、第１アーム２と第２アーム３を動
かすことによって軌跡制御を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の多関節形作業機械用油圧制御装置にあっては、標準
仕様とショートアーム仕様の切換に際して、セルフシー
ル継手の着脱をしなければならない。このため、継手の
着脱に手間がかかるとともに、配管内に圧力が残ってい
ると継手の挿入が困難となり、圧抜き作業が必要になる
という問題点があった。

【０００７】本発明の目的は、例えば標準仕様とショー
トアーム仕様のように自動制御に供される油圧シリンダ
の組み合わせが異なる場合でもその切換を容易に行うこ
とができる多関節形作業機械用油圧制御装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、本発明は、作業機械本体に直列に
連結された少なくとも３つのアームをそれぞれ駆動する
３つの油圧シリンダ６，７，８と、これら３つの油圧シ
リンダ６，７，８に圧油を供給することのできる制御弁
手段１０と、アームに所定の運動を行なわせるために制
御弁手段１０を自動制御していずれか２つの油圧シリン
ダを駆動する制御手段５０とを備える多関節形作業機械
用油圧制御装置に適用される。そして、制御弁手段１０
に油圧シリンダのいずれか１つ（たとえば油圧シリンダ
７）を接続し、残余の２つの油圧シリンダ６，８と制御
弁手段１０との間に、第１の位置ａに切換えられると制
御弁手段１０を一方の油圧シリンダ８に接続し、第２の
位置ｂに切換えられると制御弁手段１０を他方の油圧シ
リンダ６に接続する切換弁手段２３，２６を設け、これ
により上記目的を達成する。請求項２の発明による制御
装置は、一実施例である図３に示すように、３本の油圧
シリンダを全て連結して作業する標準仕様と２本の油圧
シリンダを連結して作業するショートアーム仕様とを選
択する選択スイッチ５１と、この選択スイッチ５１で標
準仕様が選択されると切換弁手段４１，４２を第１の位
置に切換え、ショートアーム仕様が選択されると切換弁
手段４１，４２を第２の位置に切換える切換制御手段５
０とを備え、制御手段５０は、前記標準仕様が選択され
ると標準仕様用の第１の演算式で自動運転をし、ショー
トアーム仕様が選択されるとショートアーム仕様の第２
の演算式で自動運転を行なうようにしたものである。

【０００９】

【作用】切換弁手段２３，２６を第１の位置ａに切換え
ると、制御弁手段１０と油圧シリンダ８とが接続され、
制御弁手段１０により油圧シリンダ７と８が自動制御さ
れる。切換弁手段２３，２６を第２の位置ｂに切換える
と、制御弁手段１０と油圧シリンダ６とが接続され、制
御弁手段１０により油圧シリンダ６と７が自動制御され
る。したがって、標準仕様時とショートアーム仕様時と
で自動制御すべき油圧シリンダが異なる場合など、切換
弁手段２３，２６を切換えるだけで容易に油圧シリンダ
の切換えが可能となる。選択スイッチ５１により標準仕
様が選択されると、切換制御手段５０は切換弁手段４
１，４２を第１の位置に切換えるとともに、第１の演算
式を用いて２本の油圧シリンダの駆動を制御する。選択
スイッチ５１によりショートアーム仕様が選択される
と、切換制御手段５０は切換弁手段４１，４２を第２の
位置に切換えるとともに、第２の演算式を用いて２本の
油圧シリンダの駆動を制御する。

【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明に係る多関節形作業機械用油
圧制御装置の第１の実施例を示している。図１におい
て、従来例と同一構成の部分には同一符号を付し、相違
点を主に説明する。図１において、自動制御用方向流量
制御弁１０には、油圧シリンダ６または油圧シリンダ８
と択一的に接続される一対の配管２１，２２が接続され
ている。配管２１，２２は、一方が供給側になるときは
他方は戻り側の配管として作用する。２３は３ポート２
位置の手動切換弁であり、油圧源側のポートには配管２
１が接続され、負荷側の２つのポートにはそれぞれ配管
２４，２５が接続されている。配管２４は第３油圧シリ
ンダ８の一方の油室８ａに、配管２５は第１油圧シリン
ダ６の一方の油室６ａへ接続され、方向切換弁２３が位
置ａのとき、配管２１は第３油圧シリンダ８へ接続さ
れ、位置ｂのとき、配管２１は第１油圧シリンダ６に接
続される。

【００１２】２６は、方向切換弁２３と同様に３ポート
２位置の手動切換弁であり、油圧源側のポートには配管
２２が接続され、負荷側の２つのポートにはそれぞれ配
管２７，２８が接続されている。配管２７は第３油圧シ
リンダ８の他方の油室８ｂに、配管２８は第１油圧シリ
ンダ６の他方の油室６ｂへ接続され、方向切換弁２６が
位置ａのとき、配管２２は第３油圧シリンダ８へ接続さ
れ、位置ｂのとき、配管２２は第１油圧シリンダ６に接
続される。

【００１３】さらに、前記自動制御用方向流量制御弁１
０には一対の配管２９，３０が接続されている。配管２
９は第２油圧シリンダ７の一方の油室７ａに、配管３０
は他方の油室７ｂに接続されている。なお、手動方向流
量制御弁１２と第１油圧シリンダ６の各油室６ａ，６ｂ
との間にはそれぞれ一対の配管３１，３２が設けられ、
制御弁１２と第３油圧シリンダ８の各油室８ａ，８ｂと
の間にはそれぞれ一対の配管３３，３４が設けられてい
る。

【００１４】ここで、図示は省略するが自動制御用流量
制御弁１０は一対の比例ソレノイド式サーボ弁を有し、
一方のサーボ弁が第２の油圧シリンダ７と、他方のサー
ボ弁が第１または第３の油圧シリンダ６，８と接続され
て使用される。そして、各サーボ弁は図示のコントロー
ラ５０からの信号により制御され、各油圧シリンダへ供
給する圧油の量と方向をそれぞれ制御する。コントロー
ラ５０は、例えば特開平１−２７８６２３号公報に示さ
れるように、アーム先端を垂直方向に制御するための演
算を行い、この演算結果にしたがって各サーボ弁を駆動
する。

【００１５】また、手動方向流量制御弁１２は第１およ
び第３の油圧シリンダ６，８にそれぞれ対応する一対の
制御弁を有し、各油圧シリンダ６，８はそれぞれ単独に
操作可能である。また、図示はしていないが、油圧シリ
ンダ７も手動方向流量制御弁により手動操作可能であ
る。

【００１６】以上のような構成において、多関節形作業
機械をコントローラ５０で自動操作で使用する場合の動
作について説明する。まず、標準仕様で使用するとき、
図１に示すように、方向切換弁２３及び２６をそれぞれ
ａ位置に切換え、自動制御用方向流量制御弁１０を第３
油圧シリンダ８と接続する。この場合、第３油圧シリン
ダ８と第２油圧シリンダ７とによって軌跡制御が行われ
る。一方、ショートアーム仕様で使用するとき、方向切
換弁２３，２６を手動でｂ位置に切換え、自動制御用方
向流量制御弁１０を第１油圧シリンダ６と接続する。こ
の場合、第１油圧シリンダ６と第２油圧シリンダ７とに
よって軌跡制御が行われる。誤操作を防止するため、方
向切換弁２３と２６は連動させるのが好ましい。

【００１７】なお、手動操作で使用する場合は、標準仕
様、ショートアーム仕様のいずれの場合においても操作
は同じである。すなわち、第１油圧シリンダ６及び第３
油圧シリンダ８は、手動操作レバーを操作することによ
り手動用方向流量制御弁１２からの圧油で操作される。
また、第２油圧シリンダ７は、不図示の第２アーム用手
動操作レバーを操作することにより自動制御用方向流量
制御弁１０からの圧油で操作される。

【００１８】以上説明したように、この第１実施例にあ
っては、方向切換弁２３，２６を切換るだけで、標準仕
様とショートアーム仕様との間の変更を極めて容易に行
うことができる。また、セルフシール継手を使用してい
ないので、継手の着脱作業が不要になるばかりでなく、
配管内に圧力が残っていても容易に切換ができ、配管内
へのゴミの侵入も防止できる。なお、以上の実施例にお
いて、切換弁２３，２６が切換弁手段を、コントローラ
５０が制御手段をそれぞれ構成する。

【００１９】図２は、本発明に係る多関節形作業機械用
油圧制御装置の第２の実施例を示している。なお、図１
と同様な箇所には同一符号を付して相違点のみ説明す
る。図中符号４１，４２は電磁式方向切換弁を示す。こ
の電磁式方向切換弁４１，４２はソレノイドに電流が流
れていないときには位置ａを保持し、電流が流れると位
置ｂに切換わるものである。この電磁式方向切換弁４
１，４２のソレノイドには、配線４３を介してスイッチ
４４が接続されている。このスイッチ４４はＡ位置とＢ
位置の２位置を取ることができ、Ｂ位置のときにソレノ
イドを電源に接続する。

【００２０】このような構成において、標準仕様で使用
するとき、スイッチ４４を位置Ａにする。このようにす
ると、電磁式方向切換弁４１，４２のソレノイドには電
流が流れず、切換弁４１，４２は位置ａを保持する。従
って、自動制御用方向流量制御弁１０は第３油圧シリン
ダ８と接続される。一方、ショートアーム仕様で使用す
るとき、スイッチ４４を位置Ｂに投入し、電磁式方向切
換弁４１，４２のソレノイドに電流を流して切換弁４
１，４２を位置ｂに切換える。従って、自動制御用方向
流量制御弁１０は、第１油圧シリンダ６と接続される。

【００２１】以上説明したように、この第２実施例にあ
っては、電磁式方向切換弁４１，４２を採用しているか
ら、手動により方向切換弁を操作する必要がなく、従っ
て標準仕様とショートアーム仕様との切換をさらに容易
に行うことができる。以上の実施例において、電磁式方
向切換弁４１，４２がそれぞれ切換弁手段を構成する。

【００２２】なお、標準仕様からショートアーム仕様へ
変更する際、自動制御する油圧シリンダを変更するとと
もにコントローラ５０による演算式を変更する必要があ
る。この場合、たとえば、予めコントローラ５０の回路
内に２つの仕様に対応する演算式をそれぞれ格納してお
き、選択スイッチ操作でいずれかの演算式を選択した
り、標準仕様用回路基板とショートアーム仕様用回路基
板とを交換したりすることが必要である。そこで、上記
電磁式切換弁４１，４２の切換えを、この様な演算式の
切換え操作に連動させることもできる。

【００２３】例えば図３に示すように、標準仕様とショ
ートアーム仕様とを選択するスイッチ５１を設け、図４
に示す手順で電磁式方向切換弁４１，４２を切換えるよ
うにしてもよい。すなわち、図３において、スイッチ５
１の共通端子Ｃは接地され、Ａ端子は開放され、Ｂ端子
はコントローラ５０に接続されている。また、切換弁４
１，４２のソレノイドはコントローラ５０に接続されて
いる。図４に示すように、ステップＳ１において、選択
スイッチ５１が標準仕様のＡ端子に操作されていると判
定されると、ステップＳ２で切換弁４１，４２を位置ａ
に切換え、ステップＳ３で標準仕様の演算式を選択す
る。一方、ステップＳ１で選択スイッチ５１がショート
アーム仕様のＢ端子に操作されていると判定されると、
ステップＳ４で切換弁４１，４２を位置ｂに切換え、ス
テップＳ５でショートアーム仕様の演算式を選択する。

【００２４】このような連動式にすると、オペレータは
意識して油圧シリンダを選択する必要がなく、自動的に
仕様に適した油圧シリンダを選択することができ、誤操
作のおそれが全くない、極めて操作性の高い装置を提供
できる。また以上では、図５の標準仕様と図６のショー
トアーム仕様間での油圧シリンダの切換えについて説明
したが、図５と図６の間の仕様変更以外でも、自動制御
する一対の油圧シリンダを切換える必要がある場合に本
発明を適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切換弁手段を第１の位置に切換えると制御弁手段に一方
の油圧シリンダが接続され、切換弁手段を第２の位置に
切換えると制御弁手段に他方の油圧シリンダが接続され
るようにしたから、たとえば標準仕様時とショートアー
ム仕様時とで自動制御すべき油圧シリンダを切換える必
要がある時など、切換弁手段を切換えるだけで容易に油
圧シリンダが切換えられ、作業能率を向上させることが
できる。また、請求項２の発明によれば、標準仕様とシ
ョートアーム仕様を選択するスイッチを操作するのに連
動して切換弁手段が第１の位置と第２の位置との間で切
換えられるから、自動的にいずれかの仕様に適した２本
の油圧シリンダを選択でき、誤操作のない極めて操作性
の高い操作を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多関節形作業機械用油圧制御装置
の第１実施例を示す回路図である。

【図２】本発明に係る多関節形作業機械用油圧制御装置
の第２実施例を示す回路図である。

【図３】本発明に係る多関節形作業機械用油圧制御装置
の第３実施例を示す回路図である。

【図４】図３の実施例のコントローラ内で実行される手
順のフローチャートである。

【図５】多関節形作業機械の標準仕様を示す正面図であ
る。

【図６】多関節形作業機械のショートアーム仕様を示す
正面図である。

【図７】従来の多関節形作業機械用油圧制御装置の標準
仕様を示す回路図である。

【図８】従来の多関節形作業機械用油圧制御装置のショ
ートアーム仕様を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 作業機械本体 ２ 第１ア
ーム ３ 第２アーム ４ 第３ア
ーム ６ 第１油圧シリンダ ７ 第２油
圧シリンダ ８ 第３油圧シリンダ １０ 自動
制御用方向流量制御弁 ２３，２６，４１，４２ 方向切換弁 ５０ コン
トローラ ５１ 選択スイッチ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業機械本体に直列に連結された少なく
   とも３つのアームをそれぞれ駆動する３つの油圧シリン
   ダと、 前記３つの油圧シリンダに圧油を供給することのできる
   制御弁手段と、 前記アームに所定の運動を行なわせるために前記制御弁
   手段を自動制御していずれか２つの油圧シリンダを駆動
   する制御手段とを備える多関節形作業機械用油圧制御装
   置において、 前記制御弁手段に前記油圧シリンダのいずれか１つを接
   続し、 残余の２つの油圧シリンダと前記制御弁手段との間に、
   第１の位置に切換えられると前記制御弁手段を一方の油
   圧シリンダに接続し、第２の位置に切換えられると制御
   弁手段を他方の油圧シリンダに接続する切換弁手段を設
   けたことを特徴とする多関節形作業機械用油圧制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１の制御装置において、 前記３本の油圧シリンダを全て連結して作業する標準仕
   様と２本の油圧シリンダを連結して作業するショートア
   ーム仕様のいずれか一方を選択する選択スイッチと、 この選択スイッチで標準仕様が選択されると前記切換弁
   手段を第１の位置に切換え、ショートアーム仕様が選択
   されると前記切換弁手段を第２の位置に切換える切換制
   御手段とを備え、 前記制御手段は、前記標準仕様が選択されると標準仕様
   用の第１の演算式で自動運転をし、ショートアーム仕様
   が選択されるとショートアーム仕様の第２の演算式で自
   動運転を行なうことを特徴とする多関節形作業機械用制
   御装置。