JPH0222241B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧シリンダのシヨツク防止装置に関
する。

従来、油圧掘削機を用いた土砂等の掘削作業に
おいて作業機駆動用の油圧シリンダのストローク
エンドにおけるシヨツクを緩衝あるいは防止する
ためオペレータはシリンダがストロークエンドに
到る直前に操作レバーをその都度ニユートラル位
置に戻すといつた操作を行つていた。

しかしながら、前記操作は非常に面倒でかつ熱
練を必要としており、また、熟練者であつても前
記シヨツクはストローク停止直前の伸縮速度の２
乗に比例するため、不用意にレバーを操作すると
非常に大きなシヨツクを車両に与えることにな
り、このため機械の耐久性およびオペレータの乗
り心地に悪影響を及ぼしていたし、さらに悪条件
下では車両の転倒あるいは転落の危険が生じる等
の問題があつた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであ
り、シリンダがストロークエンドに対して所定距
離内に近接すると過大なレバー操作量に対してシ
リンダの伸縮速度を自動的に減速させこれにより
ストロークエンドにおけるシヨツクを防止すると
ともに、熟練者等によりシヨツクを充分防ぎ得る
速度対応のレバー操作がなされる場合には例え上
記減速ストローク領域内であつてもその手動制御
を継続して行うことのできる油圧シリンダのシヨ
ツク防止装置を提供することを目的とする。

係る目的を達成すべく、本発明の油圧シリンダ
のシヨツク防止装置は、油圧シリンダのストロー
クを検出するストローク検出装置と、前記油圧シ
リンダのストロークがストロークエンドから所定
範囲に達したことを検出する検出装置と、手動操
作量に応じた手動制御指令値信号を発生する手動
制御指令値信号発生装置と、前記油圧シリンダの
現在の位置と前記ストロークエンド間の距離に応
じた自動制御指令値信号を発生する自動制御指令
値信号発生装置と、前記手動制御指令値信号と前
記自動制御指令値信号を比較する比較器と、前記
検出装置の出力発生時であつて、前記手動制御指
令値信号が前記自動制御指令値信号より大きくな
つた場合に限り当該自動制御指令値信号を前記手
動制御指令値信号に切換えて出力する切換装置
と、該切換装置の出力により前記油圧シリンダを
制御する制御装置とを具備して構成される。

尚、これら本発明の各構成要素と後述する本発
明の一実施例装置（第４図参照）内各回路とを対
比した場合、まず、ストローク検出装置には角度
検出器１０が相当する。

同様に、検出装置には比較器１３が、手動制御
指令値信号発生装置にはブーム操作レバー２２
が、自動制御指令値信号発生装置には増幅器１２
が、比較器には比較器２１が、切換装置にはアナ
ログスイツチ１５が、制御装置には電気・油圧変
換器１７がそれぞれ相当している。

以下、この本発明の実施例を添付図面にもとづ
いて詳細に説明する。

第１図は上述した本発明の油圧シリンダのシヨ
ツク防止装置を適用し得る各種シリンダを用いた
作業機の一例としての油圧式掘削機の概略構成を
示したものである。

第１図において、本体２の支軸Ｏを中心として
ブーム３がブームシリンダ６により回動され、ブ
ーム３の先端に設けた支軸Ｐを中心としてアーム
４がアームシリンダ７により回動され、アーム先
端位置の支軸Ｑを中心としてバケツト５がバケツ
トシリンダ８により回動される。

第２図には第１図の油圧式掘削機の各シリンダ
６，７，８の伸縮に対応したブーム３、アーム
４、バケツト５の回動範囲を示している。

すなわち、ブーム３の回動角αはα1≦α≦α2、
アーム４の回動角βはβ1≦β≦β2、バケツト５
の回動角γはγ1≦γ≦γ2の範囲でそれぞれ回動
する。

そして、各シリンダのストロークの量と回動角
とは相対して変化するので、ブーム３、アーム
４、バケツト５の各回動角を検出することは各シ
リンダのストロークを検出したことに相当する。

そこで、例えば、ブームシリンダ６のシリンダ
エンドに対応するブーム３の回動角α1と該シリ
ンダエンドから所定距離のストローク位置に対応
するブーム３の回動角α0をそれぞれ設定し、こ
れらの角度間におけるブームシリンダ６の伸縮速
度の制御を第３図の直線で示した自動制御指令値
に基づいて行うようにすれば円滑なシリンダの制
御を行うことができる。

この自動制御指令値は、例えば、前記ブーム回
動角αとα1の偏差Δα（＝α−α1）に所定定数Ｋ
を乗じることによつて得られ、ブーム回動角が
α0とα1の間で逐次減少すると前記自動制御指令
値ｋ・Δαは減少し、α1にて０になる。

尚、定数Ｋを乗じることにより自動制御指令値
を算出する方法はあくまでも一実施例であつて、
油圧シリンダの現在の位置とストロークエント間
の距離に応じた信号であるならばこれ以外の方法
により算出した自動制御指令値を用いてもよいの
は勿論である。

第４図は本発明の油圧シリンダのシヨツク防止
装置をブームシリンダ６に適用して成る一実施例
装置の構成を示すブロツク回路図である。

この第４図における各回路と上記本発明各構成
要素との対応は上述した通りである。

この第４図の一実施例装置では、ブームシリン
ダ６のストロークがストロークエンドから所定距
離内に達するとレバー操作による手動制御に代え
て第３図に示した指令値に基づく自動制御を行
い、ブームシリンダ６の伸縮速度を円滑に自動減
速させ、ストロークエンドにおけるシヨツクを極
力排除するようにしている。

但し、本発明ではストロークエンドから所定距
離内であつても、手動制御指令値が自動制御指令
値以下である場合にはこの手動制御指令値に基づ
く制御（手動による制御）を続行できるようにし
ている。

第４図において、まず、ブーム角度検出器１０
はブーム回動軸Ｏ（第１図参照）の近傍の所定位
置に配置され、ブーム回動角αに対応した信号
Sαを送出する。

この信号Sαは次いで上限角信号発生器１１か
ら出力する信号Sα１により減算され、信号Sβ（＝
Sα−Sα1）として増幅器１２および比較器１３の
それぞれ加えられる。

信号Sα１は第３図に示す回動角α1を表し、減
算信号Sβは（α−α1）を表す。

増幅器１２は前記減算信号Sβに定数Ｋを乗じ
た第３図の実直線で示すような自動制御指令値信
号SS（＝Ｋ・Sβ）を発生し、これをアナログスイ
ツチ１５の入力接点ｅに加える。

信号Sβはまた比較器１３に加えられ、距離信
号発生器１４からの信号SΔαと比較される。

この信号SΔαは、第３図のΔαを表す信号であ
る。

従つて、比較器１３は回動角が第３図の斜線で
示す領域に入つたことを検出するものであり、同
領域に入つたときすなわち信号Sβが信号SΔαよ
り小さくなつたとき、ハイレベルの信号を発生す
る。

このハイレベルの信号はアンド回路１９の１の
入力に加えられる。

アンド回路１９の他の１の入力には、上げ下げ
判断器２０の出力が加えられ、更に他の入力には
比較器２１の出力が加えられる。

上げ下げ判断器２０はその入力にレバー２２の
操作信号Smが加えられ、レバー２２が上げ位置
のときハイレベルの信号を発生する。

比較器２１はレバー２２の操作信号Smと前記
自動制御指令値信号SSとを比較し、Sm＞SSのと
きハイレベルの信号を発生する。

従つて、アンド回路１９の出力が１となるのは
ブーム上昇時においてブームの回動角が第３図の
斜線領域に入りすなわちシリンダ６のロツドがス
トロークエンドから所定距離内に入り、かつレバ
ー操作による操作信号ではストロークエンドにお
いてシヨツクを発生するようなときである。

アナログスイツチ１５はアンド回路１９の出力
１により第３図の図示と反対側に切換わる。

この時、レバー操作信号Smは遮断され、自動
制御指令値信号SSがアナログスイツチ１５を介
して増幅器１６に加えられる。

自動制御指令値信号SSは増幅器１６にて適宜
増幅された後、電気・油圧変換器１７にて油圧に
変換され、ブームシリンダ６を制御する。

よつて、ブームシリンダ６は第３図の直線に示
す如く漸次円滑に減速し、ストロークエンドに達
したときに速度は０となり、何等、シヨツクを発
生しない。

尚、熟練者によつてストロークエンドのシヨツ
クを充分防ぐような操作が行われるような場合に
はレバー操作信号Smが自動制御指令値信号SSよ
り小となり、比較器２１よりハイレベルの信号が
生じないのでアナログスイツチ１５は図示のまま
となり、レバー操作信号Smがシリンダ制御に用
いられることはいうまでもない。

以上、ブームシリンダについて本発明を適用し
た例を述べたが、アーム用シリンダやバケツト用
シリンダあるいはその他各種のシリンダに適用す
ることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の油圧シリンダのシ
ヨツク防止装置によれば、ストロークエンドから
所定範囲内の減速ストローク領域内において手動
制御指令値信号が自動制御指令値信号を超えた場
合にのみ当該自動制御指令値信号に基づく自動減
速制御を行うようにしたため、上記減速ストロー
ク領域内で過大なレバー操作がなされた場合も上
記自動減速制御によつてストロークエンドでのシ
ヨツクを防止でき、非熟練者であつても安全かつ
円滑な運転を行うことができる。

また、上記減速ストローク領域内であつてもス
トロークエンドでのシヨツクを充分防ぐようなレ
バー操作が行われるような場合にはそのまま手沈
制御を継続できるために、ストロークエンドでの
手動による微妙な減速制御に熟練した者にとつて
も自動減速制御の規制を受けない円滑な運転が可
能になるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシヨツク防止装置を適用可能
な各種シリンダを有する作業機の一例としての油
圧式掘削機の構成を示す概略図、第２図は第１図
に示した油圧式掘削機のブーム、アーム、バケツ
トの各回動範囲を示す図、第３図は本発明の油圧
シリンダのシヨツク防止装置で用いる自動制御指
令値信号の一例を示す図、第４図は本発明の油圧
シリンダのシヨツク防止装置をブームシリンダに
適用して成る一実施例装置のブロツク回路図であ
る。 １０……ブーム角度検出器、１１……上限角信
号発生器、１２，１６……増幅器、１３，２１…
…比較器、１９……アンド回路、１５……アナロ
グスイツチ、１７……電気・油圧変換器、２２…
…ブーム操作レバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油圧シリンダのストロークを検出するストロ
   ーク検出装置と、 前記油圧シリンダのストロークがストロークエ
   ンドから所定範囲に達したことを検出する検出装
   置と、 手動操作量に応じた手動制御指令値信号を発生
   する手動制御指令値信号発生装置と、 前記油圧シリンダの現在の位置と前記ストロー
   クエンド間の距離に応じた自動制御指令値信号を
   発生する自動制御指令値信号発生装置と、 前記手動制御指令値信号と前記自動制御指令値
   信号を比較する比較器と、 前記検出装置の出力発生時であつて、前記手動
   制御指令値信号が前記自動制御指令値信号より大
   きくなつた場合に限り当該自動制御指令値信号を
   前記手動制御指令値信号に切換えて出力する切換
   装置と、 該切換装置の出力により前記油圧シリンダを制
   御する制御装置と を具え、前記ストロークエンドから所定範囲内で
   は前記制御装置に対する制御指令値信号が前記自
   動制御指令値信号を超えることがないよう規制す
   るようにしたことを特徴とする油圧シリンダのシ
   ヨツク防止装置。 ２ 前記ストローク検出装置が前記油圧シリンダ
   によつて作動される回動部材の回動角を検出する
   ものである特許請求の範囲第１項記載の油圧シリ
   ンダのシヨツク防止装置。