JP2000226862A - クレーン仕様の油圧ショベルに於ける自動垂直吊り装置 - Google Patents

クレーン仕様の油圧ショベルに於ける自動垂直吊り装置

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JP2000226862A
JP2000226862A JP2691399A JP2691399A JP2000226862A JP 2000226862 A JP2000226862 A JP 2000226862A JP 2691399 A JP2691399 A JP 2691399A JP 2691399 A JP2691399 A JP 2691399A JP 2000226862 A JP2000226862 A JP 2000226862A
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JP
Japan
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arm
hook
boom
switch
control valve
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JP2691399A
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English (en)
Inventor
Kinya Fukuda
欣也 福田
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Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クレーン仕様の油圧ショベルにてフックの吊
り荷を垂直に昇降させる場合に、ブームとアームの操作
を自動化してオペレータの負担を軽減する。 【解決手段】 アーム操作用のリモコン弁25に並列し
て電磁比例弁27を配設し、該電磁比例弁27のパイロ
ット油路をシャトル弁28,29を介してアーム用のコ
ントロール弁23のパイロットポート23a,23bに
接続する。クレーン仕様スイッチ30と自動指令スイッ
チ31の双方のスイッチ信号がオンのときは、ブーム角
度θ1とアーム角度θ2からフック16の半径方向の距離
Lを演算し、該フック16が常に同一鉛直線上で昇降す
るように、コントローラ10から電磁比例弁27へ駆動
信号を出力して、アーム13の角度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はクレーン仕様の油圧
ショベルに関するものであり、特に、アタッチメントに
装着したフックの吊り荷を垂直に昇降させる自動垂直吊
り装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】油圧シ
ョベルのアタッチメントにフックを装着し、該フックに
吊り荷を係止してクレーンとして使用する場合がある。
此種クレーン仕様の油圧ショベルは、角度検出器にてブ
ーム角度とアーム角度を検出するとともに、圧力検出器
にてブームシリンダのボトム圧とロッド圧を検出し、各
検出値からフックの吊り荷重を演算するコントローラを
備えたものが知られている。そして、吊り荷重や定格荷
重を表示し、吊り荷重が定格荷重を超えたときは警報を
発するようにしている。
【0003】このほか、油圧ホース破損時の安全対策弁
を設ける等、安全装置の装備は進んでいるが、クレーン
作業に対する操作性はあまり改善されていない。例え
ば、フックの吊り荷を垂直に昇降させる場合は、ブーム
の上げ下げ操作に伴ってアーム押し引き操作を同時に行
うが、アームとブーム双方のリモコン弁を複合操作して
フックを常に同一鉛直線上で昇降させるには熟練を要
し、オペレータには高度の技術と労力が要求される。
【0004】そこで、クレーン仕様の油圧ショベルにて
フックの吊り荷を垂直に昇降させる場合に、ブームとア
ームの操作を自動化してオペレータの負担を軽減するた
めに解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発
明はこの課題を解決することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、アタッチメントにフ
ックを装着し、ブーム角度とアーム角度の検出器を設け
るとともに、ブームシリンダのボトム圧とロッド圧の検
出器を設け、前記ブーム角度とアーム角度の検出値並び
にブームシリンダのボトム圧とロッド圧の検出値からフ
ックの吊り荷重を演算するコントローラを備えたクレー
ン仕様の油圧ショベルに於いて、アーム操作用またはブ
ーム操作用若しくは双方のリモコン弁に並列して電磁比
例弁を配設し、クレーン仕様スイッチと自動指令スイッ
チの信号を前記コントローラへ入力するとともに、双方
のスイッチ信号がオンのときは、ブーム角度とアーム角
度の検出値に基づいてフックの位置を演算し、該フック
が常に同一鉛直線上で昇降するように、前記コントロー
ラから前記電磁比例弁へ駆動信号を出力するように構成
されたクレーン仕様の油圧ショベルに於ける自動垂直吊
り装置を提供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従って詳述する。図1はクレーン仕様の油圧ショベ
ルに於ける自動垂直吊り装置の制御回路を示し、説明の
都合上、ブーム11を上下動させるブームシリンダ12
と、アーム13を回動させるアームシリンダ14以外の
制御回路は省略する。バケットアタッチメント15には
フック16を装着して吊り荷を係止できるように形成し
てある。
【0007】ブーム11の回動基部にブーム角度の検出
器17を設け、アーム13の回動基部にアーム角度の検
出器18を設ける。之等の検出器17,18としては例
えばポテンショメータを使用し、夫々の検出値をコント
ローラ10へ入力してブーム角度θ1とアーム角度θ2を
演算する。また、ブームシリンダ12のボトム側油路に
ボトム圧の検出器19を設けるとともに、ロッド側油路
にロッド圧の検出器20を設ける。之等の検出器19,
20としては例えば圧力センサを使用し、夫々の検出値
をコントローラ10へ入力してボトム圧P1とロッド圧
P2を演算する。コントローラ10は各検出値からフッ
ク16の吊り荷重Wを演算する。
【0008】油圧ポンプ21から吐出される作動油は、
ブーム用のコントロール弁22とアーム用のコントロー
ル弁23とに供給される。油圧ポンプ26から吐出され
たパイロット油が、ブーム操作用のリモコン弁24によ
って前記コントロール弁22のパイロットポート22a
または22bへ導出されると、該コントロール弁22が
切り換わってブームシリンダ12へ作動油が供給され、
ブーム11が上昇または下降する。一方、アーム操作用
のリモコン弁25によって前記コントロール弁23のパ
イロットポート23aまたは23bへパイロット油が導
出されると、該コントロール弁23が切り換わってアー
ムシリンダ14へ作動油が供給され、アーム13が回動
する。
【0009】ここで、アーム操作用のリモコン弁25に
並列して電磁比例弁27を配設し、該電磁比例弁27の
パイロット油路はシャトル弁28,29を介して前記ア
ーム用のコントロール弁23のパイロットポート23a
または23bに接続されている。従って、コントローラ
10から該電磁比例弁27へ駆動信号が出力されると、
油圧ポンプ26のパイロット油が前記パイロットポート
23aまたは23bに導出され、前記リモコン弁25を
操作しなくともコントロール弁23が切り換わってアー
ム13が回動する。
【0010】尚、符号30はクレーン仕様スイッチであ
り、該クレーン仕様スイッチ30はコントロールパネル
などに設けられ、クレーン仕様にしたときは該クレーン
仕様スイッチ30をオンする。符号31は自動指令スイ
ッチであり、オペレータが押圧しているときのみオンと
なり、オペレータが押圧を解除したときはオフに戻るノ
ンロック型の構造になっている。自動垂直吊り装置の制
御を行うときは該自動指令スイッチ31を押圧してオン
にする。オペレータがブーム11の操作を行いながら該
自動指令スイッチ31を同時にオンすることができるよ
うに、ブーム操作レバーのグリップ部(図示せず)等の
操作しやすい位置に設けられている。そして、前記クレ
ーン仕様スイッチ30及び自動指令スイッチ31の信号
はコントローラ10へ入力される。尚、符号32はコン
トローラ10に供給される電源である。
【0011】次に、図1及び図2に従って自動垂直吊り
装置の制御手順を説明する。前記クレーン仕様スイッチ
30と自動指令スイッチ31の何れかがオフである場合
は、前記電磁比例弁27に対してアーム押し引き指令を
出力せず、自動垂直吊り装置の制御を行わない(ステッ
プ1,2→ステップ11)。前記クレーン仕様スイッチ
30と自動指令スイッチ31双方のスイッチ信号がオン
である場合は、自動垂直吊り装置の制御を開始し、自動
指令スイッチ31がオフからオンになった直後であるか
否かを判別する(ステップ3)。自動指令スイッチ31
がオンになった直後であれば、ブーム角度θ1とアーム
角度θ2からフック16の半径方向の距離Lを演算し
(ステップ3→ステップ4)、そのときの距離Lを初期
状態としての半径方向の距離L0として記憶する(ステ
ップ5)。
【0012】自動指令スイッチ31をオンした後に、ブ
ーム11を回動して吊り荷を昇降させると、フック16
の半径方向の距離Lが変化する。このため、ブーム角度
θ1とアーム角度θ2の検出値から、夫々の時点に於ける
フック16の半径方向の距離Lを演算し(ステップ3→
6)、この距離Lと初期状態の距離L0との差εを算出
する(ステップ7)。該差εが負の値である場合は(ス
テップ8)、フック16の位置が初期状態より旋回中心
から遠ざかった状態であるので、フック16の位置を初
期状態の距離L0に戻すべく、前記電磁比例弁27へア
ーム引き指令K1の駆動信号を出力する(ステップ
9)。この駆動信号は前記初期状態の距離L0との差ε
の大小に比例し、その時点でのフック16の位置が旋回
中心から遠ざかっているほど(Lが大きいほど)アーム
引きの駆動信号を大とする。
【0013】前記コントローラ10から電磁比例弁27
にアーム引きの駆動信号が出力されると、前記シャトル
弁28を介してコントロール弁23のパイロットポート
23aにパイロット圧がかかり、該コントロール弁23
が切り換わってアームシリンダ14のボトム側に作動油
が導出され、アームシリンダ14が伸長する。斯くし
て、アーム13が内側へ引き寄せられて前記フック16
が半径方向内側へ移動し、該フック16の位置が初期状
態の距離L0に戻って、制御がステップ1へ回帰する。
【0014】一方、ステップ8に於いて、前記初期状態
の距離L0との差εが零または正の値である場合は、フ
ック16の位置が初期状態より旋回中心に近づいた状態
であるので、フック16の位置を初期状態の距離L0に
戻すべく、前記電磁比例弁27へアーム押し指令K2の
駆動信号を出力する(ステップ8→ステップ10)。こ
の駆動信号は前記初期状態の距離L0との差εの大小に
比例し、その時点でのフック16の位置が旋回中心に近
づいているほど(Lが小さいほど)アーム押しの駆動信
号を大とする。
【0015】前記コントローラ10から電磁比例弁27
にアーム押しの駆動信号が出力されると、前記シャトル
弁29を介してコントロール弁23のパイロットポート
23bにパイロット圧がかかり、該コントロール弁23
が切り換わってアームシリンダ14のロッド側に作動油
が導出され、アームシリンダ14が収縮する。斯くし
て、アーム13が外側へ押し出されて前記フック16が
半径方向外側へ移動し、該フック16の位置が初期状態
の距離L0に戻って、制御はステップ1へ回帰する。
【0016】このように、フック16に係止した吊り荷
を昇降する際に前記自動指令スイッチ31をオンすれ
ば、オペレータはアーム用のリモコン弁25を操作する
ことなく、ブーム用のリモコン弁24の上げ下げ操作の
みで吊り荷を同一鉛直線上で昇降させることができる。
従って、例えばフック16に係止した吊り荷を垂直に吊
り上げながら機体を旋回させた後に、該吊り荷を他の位
置に下ろす等の一連の作業が簡単に行えるようになり、
オペレータの負担が軽減される。
【0017】ここで、何らかの理由により、吊り荷を初
期状態から遠ざけたり引き寄せたりする場合は、アーム
用のリモコン弁25を操作することにより、シャトル弁
28または29を介してコントロール弁23のパイロッ
トポート23aまたは23bへパイロット圧がかかり、
前記自動指令スイッチ31がオンであっても、フック1
6の位置をある程度は補正することができる。自動垂直
吊りを中止するには、前記自動指令スイッチ31の押圧
を解除してスイッチオフすることにより、電磁比例弁2
7への駆動信号が出力されなくなるが(ステップ2→ス
テップ11)、予め自動指令スイッチをセルフロック型
の構造にしておき、一度押圧すれば自動操作が継続する
ようにし、該自動指令スイッチを再度押圧したときにス
イッチオフとなって自動操作を解除するように構成して
もよい。
【0018】また、ステップ4または5にて夫々の時点
に於けるフック16の半径方向の距離Lを演算し、ステ
ップ7にて初期状態の距離L0との差εを算出するよう
にしたが、距離Lの変化率ΔLを求め、このΔLをパラ
メータとして距離Lを安定させるように制御することも
できる。
【0019】尚、図示は省略するが、ブーム操作用のリ
モコン弁24に並列して電磁比例弁を配設し、該電磁比
例弁のパイロット油路とブーム操作用のリモコン弁24
のパイロット油路とをシャトル弁を介してブーム用のコ
ントロール弁22のパイロットポート22a,22bに
接続し、コントローラ10から該電磁比例弁へ駆動信号
を出力したとき、油圧ポンプ26のパイロット油を前記
パイロットポート22aまたは22bへ導出して、前記
リモコン弁24を操作しなくともコントロール弁22が
切り換わってブーム11が回動するように構成してもよ
い。
【0020】斯かる構成の場合は、アーム操作レバーの
グリップ部に自動指令スイッチを設け、オペレータがア
ーム13の操作を行いながら自動指令スイッチを同時に
オンすることにより、オペレータはブーム用のリモコン
弁24の押し引き操作のみで吊り荷を同一鉛直線上で昇
降させることができる。或いは、ブーム操作用のリモコ
ン弁24とアーム操作用のリモコン弁25の双方に夫々
並列して電磁比例弁を配設し、ブーム11及びアーム1
3の両方を自動操作させるように形成することも可能で
ある。
【0021】また、フック16に係止した吊り荷が極端
に機体へ接近しすぎた場合は、吊り荷が機体へ接触する
危険がある。前記ブーム角度θ1とアーム角度θ2からフ
ック16の接近を判別したときは、ブームシリンダ12
及びアームシリンダ14の作動を停止させるとともに警
報を発して、自動操作を中止する。
【0022】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。
【0023】
【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したよ
うに、アーム操作用またはブーム操作用若しくは双方の
リモコン弁に並列して電磁比例弁を配設し、オペレータ
がアームまたはブームの何れか一方を手動操作したとき
に、コントローラから該電磁比例弁へ駆動信号を出力し
て、オペレータが操作しない他方のブームまたはアーム
の角度を修正することにより、フックが常に同一鉛直線
上で昇降するように制御できる。
【0024】従って、フックの吊り荷を垂直に昇降させ
る場合に、ブームとアームの操作を自動化してオペレー
タの負担を軽減することができ、クレーン仕様の油圧シ
ョベルに於ける操作性向上に寄与できる発明である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図1】クレーン仕様の油圧ショベルに於ける自動垂直
吊り装置の制御回路図。
【図2】自動垂直吊り装置の制御手順を説明するフロー
チャート。
【符号の説明】
10 コントローラ 11 ブーム 12 ブームシリンダ 13 アーム 14 アームシリンダ 15 バケットアタッチメント 16 フック 17 ブーム角度の検出器 18 アーム角度の検出器 19 ボトム圧の検出器 20 ロッド圧の検出器 24 ブーム操作用のリモコン弁 25 アーム操作用のリモコン弁 27 電磁比例弁 30 クレーン仕様スイッチ 31 自動指令スイッチ θ1 ブーム角度 θ2 アーム角度 P1 ボトム圧 P2 ロッド圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アタッチメントにフックを装着し、ブー
    ム角度とアーム角度の検出器を設けるとともに、ブーム
    シリンダのボトム圧とロッド圧の検出器を設け、前記ブ
    ーム角度とアーム角度の検出値並びにブームシリンダの
    ボトム圧とロッド圧の検出値からフックの吊り荷重を演
    算するコントローラを備えたクレーン仕様の油圧ショベ
    ルに於いて、アーム操作用またはブーム操作用若しくは
    双方のリモコン弁に並列して電磁比例弁を配設し、クレ
    ーン仕様スイッチと自動指令スイッチの信号を前記コン
    トローラへ入力するとともに、双方のスイッチ信号がオ
    ンのときは、ブーム角度とアーム角度の検出値に基づい
    てフックの位置を演算し、該フックが常に同一鉛直線上
    で昇降するように、前記コントローラから前記電磁比例
    弁へ駆動信号を出力するように構成されたことを特徴と
    するクレーン仕様の油圧ショベルに於ける自動垂直吊り
    装置。
JP2691399A 1999-02-04 1999-02-04 クレーン仕様の油圧ショベルに於ける自動垂直吊り装置 Pending JP2000226862A (ja)

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