JPH0716882Y2 - 把持装置用油圧回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ．考案の目的 （産業上の利用分野） 本考案は、油圧を利用して対象物を把持するための把持
装置に関し、さらには、この把持装置の作動を制御する
ための油圧回路に関する。

（従来の技術） 油圧を利用して対象物を把持するための把持装置は、直
接その対象物を掴む把持部材と、この把持部材の作動
（例えば、開閉作動）を行わせる油圧シリンダ等の油圧
作動手段とから構成されていることが多く、この場合、
例えば、油圧シリンダが縮小すると把持部材が閉じて対
象物を把持するようになっている。このような把持装置
において、把持部材が閉方向もしくは開方向に動いてい
る状態（即ち、把持装置の作動状態）では、油圧シリン
ダには、このシリンダを所定速度で伸縮させるために必
要とされる量の作動油の供給が必要であるが、把持装置
が対象物をしっかり掴んでいる状態（把持状態）では把
持装置の把持力を維持するのに必要な少量の作動油の供
給があれば良く、把持装置を全く作動させていない状態
（即ち、把持装置の非作動状態）においては、油圧シリ
ンダへの作動油の供給は不要である。

ところで、このような把持装置は単独で用いられること
は少なく、他の油圧作動手段と組み合わせて用いられる
ことが多い。例えば、本出願人は、車体に旋回、起伏、
伸縮等が可能なブームを搭載し、このブームの先端に首
振り、回転等が可能に把持装置を設けた作業車を考案し
ており、この作業車ではエンジン、電気モータ等により
駆動される油圧ポンプからの作動油は把持装置作動用と
してのみならず、ブームの旋回、起伏、伸縮等や、把持
装置の首振り、回転等の作動用としても用いられる。

但し、把持装置の作動油圧が不足して把持力が低下する
と把持していたものが落下するため危険であるという問
題があるため、上記油圧ポンプからの作動油は把持装置
に優先的に供給し、残りを他の油圧作動手段に供給する
という油圧回路が用いられている。

この場合に、上述のように把持装置が作動状態である
か、把持状態であるか、非作動状態であるかによって、
把持装置に必要とされる作動油供給量が異なる。ここ
で、油圧ポンプの吐出量が可変制御できるならば問題な
いのであるが、コスト、サイズ等の問題から油圧ポンプ
は定吐出量タイプであることがほとんどであり、この場
合には、把持装置への供給油量は最大必要量に設定する
必要がある。把持装置では作動状態に最も多くの油量が
必要であり、このため、油圧ポンプからの油のうちこの
作動状態に必要とされる油量が把持装置に優先的に供給
され、残り油が他の油圧作動手段に供給されることにな
る。

（考案が解決しようとする課題） ところが、把持装置が作動状態にある時間は極く短く、
残りの時においては、把持装置は把持状態もしくは非作
動状態にある。しかも、このように把持装置の使用時間
の大部分を占める把持状態および非作動状態での必要供
給油量は極く少なく、残りの不要作動油はリリーフバル
ブを介してタンクにもどされるため、油圧ポンプの駆動
損失ひいてはこれを駆動するエンジンの動力損失が大き
くなるという問題がある。

以上のような問題に鑑み、本考案では、把持装置の油圧
作動手段への作動油供給量を把持装置の状態によって制
御し、残りの作動油を他の油圧作動手段に供給するよう
にした把持装置用油圧回路を提供することを目的とす
る。

ロ．考案の構成 （課題を解決するための手段） 上記のような問題を解決するために、本考案に係る油圧
回路では、把持装置の油圧作動手段に所定油量の作動油
を優先的に供給し、残りの作動油をその他の油圧作動手
段に供給するように構成しており、把持装置が把持状態
または非作動状態にあるときは、把持状態を維持するた
めに要求される必要最小限程度の少油量を上記所定油量
としてこれを把持装置に供給し、把持装置が作動状態に
あるときは、把持装置を所定速度で駆動させるために必
要とされる油量をその所定油量としてこれを把持装置に
供給するようになっている。

（作用） このような把持装置用油圧回路を用いれば、例えば、把
持装置が対象物を掴もうとして閉作動しているときは、
把持装置の駆動手段には、その作動を所定速度で行わせ
るような量の作動油が供給されるが、一旦把持装置が対
象物を把持してしまえば、その把持状態を維持するのに
必要な少量の作動油のみが把持装置に供給され、残りの
作動油は、他の油圧作動手段に供給される。これにより
把持装置への供給油量を常に必要最小限に抑え、ポンプ
駆動損失、エンジン動力損失を小さくするのである。ま
た、これにより把持状態のときに、他の油圧作動手段へ
の供給油量を増大させることができ、その結果、油圧ポ
ンプの小型化に繋がる。なお、把持装置が非作動状態に
あるときも、把持状態を維持するために必要な量と同量
の作動油が把持装置に供給され、残りの作動油は他の油
圧作動手段の作動に使用される。

（実施例） 以下、本考案の好ましい実施例について図面を参照しな
がら説明する。

まず、本考案に係る把持装置用油圧回路を用いて作動制
御される把持装置についてその使用例を掲げて説明す
る。

第2A図および第2B図は、それぞれ把持装置を装備した穴
堀建柱車（把持式穴堀建柱車）の上面図および側面図で
ある。

把持式穴堀建柱車１の車体２の前後左右４箇所にはアウ
トリガ３がそれぞれ配設され、作業を行う場合にはこれ
らを伸長させ、車体２を地面に水平に設置する。また、
車体２の後部には、旋回台４が搭載され、この旋回台４
は、旋回モータ（図示せず）の作動により旋回自在とな
っている。この旋回台４に取り付けられるブーム５は、
基端側部材5aと、これに対し伸縮可能な先端側部材5bと
から構成され、旋回台４に基端側部材5aが枢着され、起
伏シリンダ5cの伸縮作動によってブーム５全体の起伏作
動を行うとともに、ブーム５内に設けられた伸縮シリン
ダ（図示せず）の伸縮作動によって先端側部材5bが伸縮
自在となっている。さらに、旋回台４には、作業車が搭
乗して各アクチュエータの操作を行なうためのキャビン
4aが取り付けられている。

一方、ブーム５の基端側部材5aの先端には、オーガ装置
（穴堀装置）６が取り付けられている。このオーガ装置
６は、オーガドリル6aおよびオーガモータ6bとから構成
されており、オーガドリル6aの上端はオーガモータ6bの
出力軸に連結され、さらにオーガモータ6bの上部がブー
ム５に吊着されている。なお、オーガ装置６をブーム５
の先端側部材5bに固定することも可能であり、この場
合、オーガ装置６は、ブーム５の伸縮に伴って移動す
る。ただし、第1A、1B図では、オーガ装置を使用しない
場合の格納状態を示しており、このときオーガ装置６
は、ブーム５の基端側部材5aに取り付けられる。このオ
ーガ装置６を使用して穴堀作業を行うときは、まず、オ
ーガ装置６をブーム５の先端側部材5bに取り付け、ブー
ム５の伸長等によってオーガ装置６を任意の位置に移動
させ、次に、オーガ装置６を地面と垂直になるように降
ろしてオーガモータ6bを回転させる（第５図のＡ参
照）。

ブーム５の先端側部材5bの先端には、グリッパアーム7a
およびジョイント部材7cを介してグリッパ（把持装置）
７が取り付けられている。このグリッパ７は、グリッパ
アーム7aとブーム５の先端部との間に取り付けられた屈
伸シリンダ7bの伸縮作動によって、ブーム先端部との連
結部を中心に屈伸作動が可能である。

また、車体２の右前部には、後に説明する高所作業用の
バケット８が、バンド8aによって固定されており、バン
ド8aをはずせばバケット８を使用することができる。

さらに、車体２の左前後部には、電柱受台９がそれぞれ
設けられ、この上に電柱を載せて運搬することができ
る。

次に、第3A図、第3B図および第3C図を用いてグリッパ７
の構成について説明する。

これらの図は、それぞれグリッパ７周辺を示した上面
図、側面図および面F-Fにおける断面図である。

グリッパ７は、電柱等を把持するための一組のグリップ
部材71と、グリップ部材71の開閉作動を行わせるグリッ
パシリンダ72と、グリップ部材71とグリッパシリンダ72
とを連結するリンク機構（２つのリンク部材74とガイド
部材75とでＹ字型に構成されている）と、グリッパシリ
ンダ72を覆って、さらに図の右方（グリップ部材71側）
に伸びるように設けられたグリッパハウジング73とから
構成されている。

グリッパハウジング73の左側（グリッパシリンダ72を覆
っている側）は、円筒状になっており、また、右側は角
柱状になっている。さらに、グリッパハウジング73の右
端は上下面がそれぞれＴ字形状に開いており、このＴ字
形状の両端にグリップ部材71の支点71bがそれぞれ枢着
されている。また、グリップ部材71には、支点71bから
内側にオフセットして作用点71cが設けられ、この作用
点71cに上記２つのリンク部材74の一端がそれぞれ枢着
され、リンク部材74の他端は、互いに他方のリンク部材
74の他端と重なって、グリッパハウジング73の内壁に沿
って摺動するガイド部材75の一端に枢着され、さらにガ
イド部材75の他端はグリッパシリンダ72のピストンロッ
ド72aに連結されている。

このような構成のグリッパ７においては、グリッパシリ
ンダ72が伸長すると、グリップ部材71が支点71bを中心
に外側へ押し開かれ、また、グリッパシリンダ72が縮小
すると、グリップ部材71が支点71bを中心に内側へ閉じ
られて、例えば、電柱90や後に説明するバケット８の円
柱状被把持部材83を把持する。

なお、ガイド部材75がグリッパハウジング73に案内され
ているため、グリップ部材71は対称に開閉作動するよう
になっている。

また、円柱状被把持部材83のように比較的小径のものを
把持するために、グリップ部材71の先端部にはたがい違
いに切り欠き71e、71e′が設けてあり、グリップ部材71
の先端部が交差できるようになっている。

一方、円筒部材76が、グリッパハウジング73の角柱状部
分を覆うように取り付けられており（第3B、3C図参
照）、さらに、その円筒部材76が、円筒形状をした回転
支持部材77の中を貫通して、これに回動自在に取り付け
られている。また、円筒部材76の側面外周には、この円
筒部材76と同心状にウォームホイール78が取り付けら
れ、このウォームホイール78と、回転支持部材77の外側
に取り付けられた支持部材77aに回転自在に取り付けら
れたウォームピニオン79とが噛合しており、このウォー
ムピニオン79に連結されたグリッパ回転モータ79aを回
転させると、ウォームホイール78、つまりは、グリッパ
７が回転支持部材77に対して回転するようになっている
（例えば、グリッパ７が、第3B図の２点鎖線Ｅで示す状
態になるまで90°回転する）。

回転支持部材77は、第3B、3C図に示すように、ジョイン
ト部材7cによって、その側面を上下から挟まれるように
支持され、その支持点を中心に揺動自在になっている。
また、ジョイント部材7cの下端部には横首振シリンダ7d
が、その側面を枢着され、この横首振シリンダ7dのピス
トンロッドが、支持部材77aに固定された揺動部材77bを
押したり引いたりすることにより、グリッパ７が、第3A
図の２点鎖線Ａで示す位置から同Ｂで示す位置まで左右
方向に揺動自在、即ち、横首振自在となっている。

さらに、ジョイント部材7cはグリッパアーム7aの先端に
枢着され、ジョイント部材7cとグリッパアーム7aとの間
に取り付けられた縦首振シリンダ7eの伸縮作動によっ
て、ジョイント部材7c、つまりはグリッパ７が、第3B図
の２点鎖線Ｃで示す位置から同Ｄで示す位置まで上下方
向に首振自在、即ち、縦首振自在となっている。

なお、前述のように、グリッパアーム7aとブーム先端と
の間に取り付けられた屈伸シリンダ7bの伸縮作動によっ
て、グリッパアーム7aおよびグリッパ７が一体に屈伸さ
れる。

以上のようなグリッパ７の縦横首振、回転とブームの旋
回、起伏、伸縮およびグリッパアーム7aの屈伸をコント
ロールすることによって、第１図の電柱受台９に載った
電柱を把持して持ち上げ、前述の穴堀作業によって掘削
した建入れ用の穴からずれることなく建入れ作業を行う
ことができる（第５図のＢ参照）。

次に、第４図を参照して、高所作業時に使用する作業者
搭乗用のバケットについて説明する。

バケット８は、作業者が搭乗するボックス部81と、この
ボックス部81の側面において円柱支持部材82で上下両端
を支持された円柱状被把持部材83とから構成され、この
バケット８を使用する場合は、グリッパ７のグリップ部
材71によって円柱状被把持部材83を把持する。こうし
て、電柱の建入れ作業の後、それまで電柱を把持してい
たグリッパ７にバケット８を把持させれば、建柱した電
柱の張線作業等の高所作業を行うことができる（第５図
のＣ参照）。

なお、以上説明したグリッパ７およびブーム５の操作を
リモコンによって行うようにすれば、穴堀・建入れ作業
を行う場合に、作業者は建入れ用の穴を確認しながら作
業ができる。また、高所作業を行う場合には、バケット
８に搭乗した作業者が自分でリモコン操作をすることに
よって、バケット８を所望の位置に容易に移動させるこ
とができる。

次に、上記グリッパ７の把持作動を行わせるグリッパシ
リンダ72に作動油を供給するためのグリッパ用油圧回路
（把持装置用油圧回路）について、第１図を参照しなが
ら説明する。

このグリッパ用油圧回路は、第2A、Ｂ図に示した把持式
穴堀建柱車１のエンジンＥによって駆動される油圧ポン
プ101から吐出された作動油のうち、所定油量の作動油
をグリッパシリンダ72へ供給し、残りの量の作動油をそ
の他の油圧作動手段（屈伸シリンダ7b、横首振シリンダ
7d、縦首振シリンダ7eおよびグリッパ回転モータ79a）
に供給するグリッパ油量設定部110と、この設定回路110
からの作動油を用いてグリッパシリンダ72の伸縮作動を
行わせるグリッパ作動油給排部120とから構成されてい
る。さらに、第１図には、作業者が油圧作動手段の各ア
クチュエータの作動選択をするための油圧作動手段操作
部130と、グリッパ油量設定回路110から油圧作動手段操
作部130により選択的に給排される作動油を用いて作動
される各アクチュエータとが示されている。

まず、グリッパ作動油給排部120内の油圧回路について
説明する。

グリッパ油量設定部110からグリッパ給油路116を介して
グリッパ作動油給排部120に入った作動油は、まず、グ
リッパ開閉切換弁121に入る。なお、グリッパ給油路116
の途中には、過大作動油圧防止用のリリーフ弁104が設
けられている。グリッパ開閉切換弁121は３位置弁であ
り、PT接続位置（中央位置）、開作動位置（右動位置）
および閉作動位置（左動位置）を有し、左右のソレノイ
ドの励磁制御によりいずれかの位置に位置する。左右ソ
レノイドが非励磁で、このグリッパ開閉切換弁121がPT
接続位置に位置するときは、グリッパ作動油給排部120
に入った作動油は全てタンク102にそのまま戻り、グリ
ッパシリンダ72は作動しない。この状態をグリッパ７の
非作動状態と称する。

右ソレノイドが励磁されてバルブスプールが左動し、グ
リッパ開閉切換弁121が閉作動位置に位置するときは、
作動油は、油路121aを介してグリッパシリンダ72の縮小
側油室72bに流入し、シリンダ72が縮小する。また、左
ソレノイドが励磁されてグリッパ開閉切換弁121が開作
動位置に位置しているときは、作動油は、油路121bを介
してグリッパシリンダ72の伸長側油室72cに流入し、シ
リンダ72が伸長する。

このように、グリッパシリンダ72が伸長したり縮小した
りしている状態（即ち、グリッパ部材71が開閉作動して
いる状態）をグリッパ７の作動状態と称する。

なお、油路121a、121b上には、それぞれパイロット操作
チェック弁122a、122bが設けられ、これらチェック弁12
2a、122bは、それぞれ、一方の油路内の油圧がその油路
に設けられたチェック弁のクラッキング圧に達して、作
動油がそのチェック弁を通過し始めたとき、そのチェッ
ク弁の上流側から繋がるパイロット油路を介して、他方
のチェック弁を開かせるようになっている。これらパイ
ロット操作チェック弁122a、122bによって、縮小側油室
72bと伸長側油室72cのうち、どちらか一方に作動油が流
入しているときには、他方の油室の作動油はタンク102
に向かって流出することができる。

また、グリッパシリンダ72の縮小側油室72bには、油圧
スイッチ123の油圧検出口が繋がっている。この油圧ス
イッチ123は、グリップ部材71が電柱を把持して縮小側
油室72b内の作動油圧が所定圧（例えば、電柱を把持で
きるだけの把持力を発生する油圧）以上になったこと
（即ち、把持装置が把持状態にあること）を検出してオ
ンとなり、このときにはラインSLを介してグリッパ油量
設定部110のグリッパ油量設定弁111のソレノイドに作動
信号を送る。

次に、グリッパ油量設定部110の油圧回路について説明
する。

油圧ポンプ101から吐出された作動油は、まず、グリッ
パ油量設定弁111に入る。このグリッパ油量設定弁111
は、油圧スイッチ123から上記の作動信号が送られてい
るとき、または、グリッパ開閉弁121がPT接続位置（中
央位置）に位置しているときに ソレノイドが励磁さ
れ、スプールが右動されて保持位置に位置し、グリッパ
開閉切換弁121が開もしくは閉作動位置に位置すると、
それと連動してソレノイドが非励磁となり、スプールが
ばねによって左動され、作動位置に切換わる。グリッパ
油量設定弁111が作動位置に位置しているとき、作動油
は油路111aを介して第１分配弁112に入る。第１分配弁1
12には、グリッパ給油路116に繋がる油路112aと、油圧
作動手段給油路117に繋がる油路112bとが繋がってい
る。第１分配弁112は、油路112aに、グリッパシリンダ7
2（もしくは、グリッパ７）が所定速度で作動するよう
な作動油量を流し、残りの作動油は油路112bに流す。具
体的には、例えば、油圧ポンプ101の吐出量が30l/min.
であるとすると、油路112aに12l/min.、油路112bに18l/
min.を流す。

なお、油路112a、112b上には、それぞれチェック弁113
a、113bが配設されている。

次に、例えば、グリッパ７が所定速度で閉作動した後に
把持状態になったとすると、その把持状態を検出した油
圧スイッチ123からの信号を受けてグリッパ油量設定弁1
11のソレノイドが励磁され、これが保持位置に切換わ
り、作動油は油路111bを介して第２分配弁114に入る。
第２分配弁114には、第１分配弁112と同様に、グリッパ
給油路116に繋がる油路114aと、油圧作動手段給油路117
に繋がる油路114bとが繋がっている。第２分配弁114
は、油路114aに、グリッパ７が把持状態を維持するため
に必要な少ない油量（例えば、グリッパシリンダ72等で
のリークを補うに充分な作動油量）を流し、残りの作動
油は油路114bに流す。具体的には、例えば、油圧ポンプ
101の吐出量を上記と同じ30l/min.として、油路114aに2
l/min.、油路114bに28l/min.を流す。

なお、油路114a、114b上にはそれぞれチェック弁115a、
115bが配設されている。

さらに、グリッパ開閉切換弁122がPT接続位置に位置し
ている（グリッパ７が非作動状態にある）ときも、グリ
ッパ油量設定弁111のソレノイドが励磁されて、この弁1
11は保持位置に位置し、上記のグリッパ７が把持状態を
維持するために必要な少ない油量と同量の油量をグリッ
パ作動油給排部120に供給する。

以上のように、このグリッパ油量設定部110は、グリッ
パシリンダ72に供給する作動油量を、グリッパ７が作動
状態にある場合には、グリッパ７を所定速度で作動させ
る油量に設定し、グリッパ７が把持状態かもしくは非作
動状態にある場合には、把持状態を維持するために必要
な少ない油量に設定する。そして、何れの状態において
もグリッパシリンダ72に供給した残りの作動油を他のア
クチュエータ（油圧作動手段）7b、7d、7e、79aに供給
する。

なお、例えば、グリッパ７が電柱を把持しているとき
に、作業車１のエンジンが不意に停止した場合には、油
圧ポンプ101が作動油を吐出できなくなり、さらには、
グリッパ７の把持力が弱まって電柱等を落下させてしま
う恐れがあるので、油圧ポンプ101とは別の油圧供給源
として、電動ポンプ103が取り付けられている。この電
動ポンプ103の吐出量は、グリッパ７が把持状態を維持
するに必要な量（2l/min.）より大きな量（例えば、4l/
min.）に設定されており、エンジン停止のような緊急時
でもグリッパ７の把持力は確保できるようになってい
る。

ハ．考案の効果 以上のように、本把持装置用油圧回路を用いれば、把持
装置が対象物を掴もうと作動しているとき（および把持
していた対象物を放そうと作動しているとき）は、把持
装置の駆動手段には、その作動を所定速度で行わせるよ
うな量の作動油が供給されるが、一旦把持装置が対象物
を把持していまえば、その把持状態を維持するのに必要
な少量の作動油のみが把持装置に供給され、残りの作動
油は、他の油圧作動手段に供給される。これにより、把
持装置への供給油量を常に必要最小限に抑え、ポンプ駆
動損失、エンジン動力損失を小さくすることができる。
逆に言えば、把持装置が把持状態にあるときにおいて、
ポンプからの吐出量が減少するようなことがあっても、
把持装置の駆動手段にとっては把持状態を維持するため
に必要な作動油量を確保し易いので、把持している対象
物の落下を防止し、作業の安全性が向上することにもな
る。また、一方において、把持状態のときには、他の油
圧作動手段への供給油量を増大させることができる。そ
の結果、油圧ポンプを小型化することができる。

なお、把持装置が非作動状態にあるときも、把持状態を
維持するために必要な量と同量の作動油が把持装置に供
給され、残りの作動油は他の油圧作動手段に使用される
ので、ポンプ駆動損失を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る作動油分配回路を示す回路図、 第2A図および第2B図は、それぞれ上記回路を用いて制御
を行うグリッパおよび姿勢制御手段を装備した把持式穴
堀建柱車の上面図および側面図、 第3A図、第3B図および第3C図は、上記把持式穴堀建柱車
に装備されたグリッパの上面図、側面図および断面図、 第４図は、上記把持式穴堀建柱車に搭載されたバケット
を示す斜視図、 第５図は、上記把持式穴堀建柱車を用いた作業状態を示
す概念図である。 ７……グリッパ、72……グリッパシリンダ 7b……グリッパ起伏シリンダ 7d……縦首振シリンダ、7e……横首振シリンダ 79a……グリッパ回転モータ 110……グリッパ油量設定部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧を利用して対象物の把持を行う把持装
   置の油圧作動手段に所定油量の作動油を供給し、残りの
   作動油をその他の油圧作動手段に供給する把持装置用油
   圧回路であって、 前記把持装置が把持状態または非作動状態にあるとき
   は、前記所定油量を前記把持装置が把持状態を維持する
   ために必要な少油量に設定し、 前記把持装置が作動状態にあるときは、前記所定油量
   を、前記把持装置を所定速度で作動させるための油量に
   設定するように構成したことを特徴とする把持装置用油
   圧回路。