JPH0554663U - 産業機械の操縦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧ショベルのような産業機械において、作
業内容に応じて変化する負荷に対応して適切な油圧出力
を得る操作を、未熟練者でも容易に行えるようにするこ
と。 【構成】 油圧作動部のための油圧回路を電気的に制御
する制御回路を構成し、この制御回路に関数発生器を設
ける。この関数発生器は、操作部の操作量に応じた電気
信号に対応して、出力を発生し、操作部からの電気信号
の変化に対する関数発生器の出力の変化の割合が、操作
部の操作量に応じて変化する。 【効果】 操作部の操作量により操作に対応する作動部
のパワーの変化を変えることが可能になる。したがっ
て、作業内容に応じて予め予想される負荷に対応するよ
うに操作部を操作することにより、作業内容に適した出
力パワーで作業を推考することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本考案は、たとえば建設機械のような産業機械に おける操縦装置に関する。とくに本考案は、操作部において発生する電気信号に 基づき油圧回路の電磁弁を制御して作動部の作動を制御する形式の産業機械にお ける操縦装置に関する。

【０００２】

【従来技術】 産業機械に属する建設機械の代表的な例は油圧ショベルで ある。この油圧ショベルは、たとえばクローラ式の下部走行体を備え、この下部 走行体の上に上部旋回体が水平方向旋回自在に取り付けられる。この上部旋回体 には、アタッチメント装置のブームが上下方向揺動自在に取り付けられる。ブー ムの上下方向の揺動は、該ブームと上部旋回体との間に設けられた油圧シリンダ により制御される。ブームの先端にはアームが上下方向揺動自在に取り付けられ ており、該アームの先端にバケットが揺動自在に取り付けられる。アームの揺動 は、該アームとブームとの間に配置された油圧シリンダにより制御され、バケッ トの揺動は、該バケットとアームとの間に配置された油圧シリンダにより制御さ れる。また、下部走行体を前進または後進させるために油圧モーターが設けられ る。

【０００３】 このような建設機械において、各油圧シリンダまたは油圧モーターの作動を制 御するために、油圧制御回路が設けられる。この油圧制御回路は、通常は、電気 ジョイスティックの形式の操作部を有し、この操作部において操作量に応じた値 の電気信号が発生する。操作部の出力である電気信号は増幅器により増幅され、 油圧回路の電磁弁を作動させる。電磁弁としては、たとえば入力信号の値に応じ て油圧または作動油の流量を制御する形式の電磁比例制御弁が用いられる。

【０００４】 ところで、この油圧ショベルのような建設機械は、機械の最大パワーを使用す る重掘削作業や迅速な作業のほか、中間的な負荷を受ける表土剥ぎや溝の掘削作 業、あるいは軽作業としての水平均しや法面整形などの作業を行うことが要求さ れる。従来の建設機械においては、運転者が、作業内容に応じて適切な出力が得 られる位置に操作部のジョイスティックを動かして作業を行っていた。しかし、 この操作は、運転者の技量に頼るところが大きく、作業が特殊であればあるほど 運転者の熟練度を必要とし、作業能率が熟練度により大きく左右される結果とな っていた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、従来の建設機械のような産業機械において、作業の内容に応じて操 作部の操作量を手動で制御するのに熟練度を必要とする、という問題を解決する ことを課題とする。すなわち、本考案は、作業内容に応じてどの位置まで操作部 を操作すればよいか、ということを予め予測できる産業機械の操縦装置を提供す ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案においては、産業機械の操縦装置における操 縦系に、操作部の出力変化割合と増幅器の出力の変化割合との関係を操作部の操 作量に応じて変化させる関数設定手段を設ける。この関数設定手段は、所定数の 折れ点を有する折れ線関数に従って操作部の出力変化割合と増幅器の出力の変化 割合との関係を操作部の操作量に応じて変化させる手段として構成することが好 ましい。

【０００７】 すなわち、本考案による産業機械の操縦装置は、操作量に応じた電気信号を発 生する操作部と、該操作部の出力を増幅する増幅器と、増幅器の出力を受けて作 動し油圧回路の制御を行う電磁弁と、該電磁弁により制御される油圧回路の油圧 により作動する作動部とからなる操縦系を備えた形式であり、該操作部の出力変 化割合と増幅器の出力の変化割合との関係を操作部の操作量に応じて変化させる 関数設定手段が設けられたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】 産業機械において、この機械の作動中に加わる負荷の程度は、作業の内容によ り予測することができる。本考案においては、関数設定手段の特性があらかじめ 運転者に知られているから、その特性を考慮し、作業の内容に応じて操作部たと えばジョイスティックを適当な位置まで動かすことにより、作業内容にとって適 切な油圧または作動油の流量で作業を達成することができる。したっがって、熟 練度の低い運転者でも、作業内容にとって適切な操作を行うことが可能になり、 作業能率の低下を防ぐことができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図について説明する。図１は本考案が適用される産業 機械である油圧ショベルの一例を示すものである。油圧ショベル１は、クローラ 型の下部走行体２を備え、この下部走行体２に、水平方向旋回自在に上部旋回体 ３が設けられる。下部走行体２を走行させるために、油圧モーター（図示せず） が設けられる。上部旋回体３には、アタッチメント装置４のブーム５が上下方向 揺動自在に取り付けられる。ブーム５の先端には、アーム６が上下方向揺動自在 に取り付けられる。さらに、アーム６の先端には、バケット７が上下方向揺動自 在に取り付けられる。ブーム５を上下方向に揺動させるために、ブームシリンダ ８が設けられる。このブームシリンダ８は、一端が上部旋回体３に、他端がブー ム５にそれぞれ取り付けられる。ブーム５とアーム６との間には、アームシリン ダ９が取り付けられる。また、アーム６とバケット７との間には、バケットシリ ンダ１０が取り付けられる。

【００１０】 下部走行体２の油圧モーターとアタッチメント装置の各シリンダは、いずれも 作動部を構成するものであるが、これらの作動部のために油圧制御回路が設けら れる。図２は、この油圧制御回路の一例を示すものである。実施例の説明のため に、ブーム５を作動させるブームシリンダ８の制御回路を例にとる。油圧は、油 圧ポンプ１１から供給され、該油圧ポンプ１１からの吐出ライン１１ａは、比例 電磁弁１２を介してシリンダ８に接続される。比例電磁弁１２は、ブームシリン ダ８の油圧室８ａ、８ｂを切り換えて油圧ポンプ１１またはタンク１３に接続す る。

【００１１】 比例電磁弁１２を制御するために電気ジョイスティック１４を有する操作部１ ５が設けられる。この操作部１５は、ジョイスティック１４の操作量に比例する 電圧または電流信号を発生する。操作部１５の出力部は関数発生器１６に接続さ れ、この関数発生器１６の出力部は増幅器１７に接続される。増幅器１７の出力 は、比例電磁弁１２に与えられて該電磁弁１２を駆動する。比例電磁弁１２は、 入力に応じて油圧ポンプ１１をブームシリンダ８の油圧室８ａ、８ｂに切り換え 接続する。さらに、この比例電磁弁１２は、入力電圧または入力電流に比例して 作動し、油圧ポンプ１１をブームシリンダ８の油圧室８ａ、８ｂに接続する流路 面積を該入力電圧または入力電流に比例した値とする。

【００１２】 図３は関数発生器１６の機能を示す図表である。図において、操作部１５の出 力が０から増加して第１の折れ点ａで示す値になると、関数発生器１６の出力が 発生し、この出力は所定の勾配で操作部１５の出力の増加に比例して増加する。 操作部１５の出力が第２の折れ点ｂで示す値になると、操作部１５の出力の増加 に対する関数発生器１６の出力の増加割合、すなわち勾配が増大する。さらに、 操作部１５の出力が第３の折れ点ｃで示す値になると、関数発生器１６の出力の 増加の勾配がさらに増大する。操作部１５の出力が第４の折れ点ｄで示す値にな ると、関数発生器１６の出力は増加しなくなる。操作部１５の出力が負側に変化 する場合には、関数発生器１６の出力は、正側の変化に対して０点を中心として 点対称的に変化する。負側の変化における折れ点の各々を、正側の変化における 折れ点と同一の符号にダッシュ記号を付して示す。

【００１３】 この関数発生器１６を備えた操縦系においては、軽負荷作業に際しては、操作 部１５のジョイスティック１４を、折れ点ａ、ｂ間の出力が得られる位置に置く ことにより、増幅器１７の出力変化を緩やかな勾配に設定することができる。ま た、中負荷の作業に際しては、折れ点ｂ、ｃ間の出力が得られるようにジョイス ティック１４を操作することにより、増幅器１７の出力変化を中程度の勾配に設 定することができる。さらに、重負荷の作業に際しては、折れ点ｃ、ｄ間の出力 が得られる位置にジョイスティック１４を操作することにより、増幅器１７の出 力変化を急勾配に設定することができる。

【００１４】 図４は、関数発生器１６の回路の一例を示すものである。入力１８には操作部 １５の出力が接続される。この関数発生器１６は、折れ点の数に相当する数の演 算増幅器１９ａ、１９ｄ、１９ａ’、１９ｄ’を備える。これら演算増幅器１９ ａ、１９ｄ、１９ａ’、１９ｄ’は、互いに並列に接続され、入力部には、それ ぞれ折れ点ａ、ｄ、ａ’、ｄ’に対応するブレークポイントを定めるブレークポ イント設定器２０ａ、２０ｄ、２０ａ’、２０ｄ’を有する。これらブレークポ イント設定器は、可変抵抗の形式である。なお、図では省略してあるが、演算増 幅器１９ａ、１９ｄ、１９ａ’、１９ｄ’の間には、ブレークポイントｂ、ｃに 対応するブレークポイントを定めるブレークポイント設定器に接続される演算増 幅器が並列に接続され、演算増幅器１９ａ’、１９ｄ’の間にも、ブレークポイ ントｂ’、ｃ’のための演算増幅器が接続される。演算増幅器１９ａ、１９ｂ、 １９ｃ、１９ｄおよび図示を省略した演算増幅器の出力部には、各々の演算増幅 器のブレークポイントまでの出力変化の勾配を定めるための勾配設定器２１ａ、 ２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが接続される。これら勾配設定器は、可変抵抗により構 成される。勾配設定器２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの出力部は、出力演算増 幅器２２に接続される。

【００１５】 この実施例では、関数発生器１６は、出力変化の勾配を折れ線的に変化させる ように構成されているが、連続曲線に沿って変化させる形式であってもよい。

【００１６】

【効果】

本考案においては、産業機械の操縦装置において、操作部の出力変化割合と増 幅器の出力の変化割合との関係を操作部の操作量に応じて変化させる関数設定手 段を設けたので、操作部の操作量により操作に対応する作動部のパワーの変化を 変えることが可能になる。したがって、作業内容に応じて予め予想される負荷に 対応するように操作部を操作することにより、作業内容に適した出力パワーで作 業を推考することができる。したがって、熟練度が低い運転者でも能率のよい作 業を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案が適用される油圧ショベルの一例を
示す側面図。

【図２】 操縦系における油圧制御回路のブロック
図。

【図３】 油圧制御回路に使用される関数発生器の特
性を示す図表。

【図４】 関数発生器の回路の一例を示す回路図。

【符号の説明】

１は油圧ショベル、２は下部走行体、３は上部旋回体、
４はアタッチメント装置 ８、９、１０は油圧シリンダ、１１は油圧ポンプ、１２
は電磁弁、１５は操作部 １６は関数発生器である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 飯田 忠晴 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目８番25号 高菱エンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作量に応じた電気信号を発生する操
   作部と、前記操作部の出力を増幅する増幅器と、前記増
   幅器の出力を受けて作動し油圧回路の制御を行う電磁弁
   と、前記電磁弁により制御される油圧回路の油圧により
   作動する作動部とからなる操縦系を備えた産業機械の操
   縦装置において、前記操作部の出力変化割合と前記増幅
   器の出力の変化割合との関係を前記操作部の操作量に応
   じて変化させる関数設定手段が設けられたことを特徴と
   する、産業機械の操縦装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した産業機械の操縦装
   置において、前記関数設定手段は、所定数の折れ点を有
   する折れ線関数に従って前記操作部の出力変化割合と前
   記増幅器の出力の変化割合との関係を前記操作部の操作
   量に応じて変化させる手段であることを特徴とする、産
   業機械の操縦装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載した産
   業機械の操縦装置において、前記操縦系が複数個、並列
   的に設けられたことを特徴とする、産業機械の操縦装
   置。