JPH0570879U - 油圧解放式継手の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 継手をフリーな状態にするための電気モータ
の駆動時間をできる限り短くして電気モータの消費電力
を低減させる。 【構成】 ロック用スプリングによるロック保持を解放
するためのリリース用油圧シリンダ２５に、リリース用
の作動流体を供給する油圧ポンプ６と、油圧ポンプ６を
駆動する電気モータ５と、リリース用油圧シリンダ２５
の作動を制御する操作スイッチ３と、操作スイッチ３の
作動に応じて電気モータ５の作動を制御するコントロー
ラ４とから制御装置が構成される。そしてこの制御装置
において、操作スイッチ３がオン作動されたとき、コン
トローラ４は、このオン作動開始時から所定時間ｔ1の
間だけ電気モータ５を駆動させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、多関節型のアームにおいて関節部を構成する流体圧解放式継手の制 御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

関節部に球面継手等を用いた多関節アームは従来から知られている。例えば、 本出願人が実願平３−７７２６号において提案した作業補助アームがあり、この 作業補助アームは、関節部に球面継手を用いて多関節アームを構成している。 この球面継手においては、内部に配設したロック用スプリングに付勢された保 持部材により球面部を挟持し球面継手をロック保持（固定保持）するようになっ ている。 さらに、この球面継手にはこのロック保持を解除するリリース機構も設けられ ている。このリリース機構は、ロック用スプリングに抗して作用し、保持部材に よる球面部の挟持を解放する流体圧（油圧もしくは空気圧）作動シリンダから構 成される。この流体圧は、電気モータにより駆動される流体圧ポンプから供給さ れる。

【０００３】 このため、電気モータ作動スイッチをオンにして流体圧ポンプを駆動すれば、 流体圧作動シリンダに作動流体が供給されて保持部材による球面部の挟持が解放 され、球面継手からなる関節部がフリーとなる。この状態で、各アームを手で動 かした後、作動スイッチをオフにすると、流体圧が解放されて関節部がロックさ れ、多関節アームをこのように動かした状態で固定することができる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

このような多関節アームにおいては、作動スイッチをオンにしている間は電気 モータにより流体圧ポンプを駆動して、各関節部を構成する継手をフリーな状態 にしておく。このため、作動スイッチがオンである限り電気モータを駆動させて おく必要があり、電気モータの消費電力が大きくなりやすく、この電気モータに 駆動電力を供給するバッテリーは容量の大きなものが必要となるという問題があ る。

【０００５】 本考案はこのような問題に鑑みたもので、継手をフリーな状態にするための電 気モータの駆動時間をできる限り短くして電気モータの消費電力を低減させ、省 電力化を図ることができるような構成の油圧解放式継手の制御装置を提供するこ とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このような目的達成のため、本考案においては、スプリング式ロック手段によ るロック保持を解放するための流体圧作動式リリース手段に、リリース用の流体 圧を発生させる作動流体を供給する流体圧ポンプと、この流体圧ポンプを駆動す る電気モータと、流体圧作動式リリース手段の作動を制御するスイッチ手段と、 このスイッチ手段の作動に応じて電気モータの作動を制御するコントローラとを 有して油圧解放式継手の制御装置が構成される。そしてこの制御装置において、 スイッチ手段がオン作動されたとき、コントローラは、このオン作動開始時から 所定時間だけ電気モータを駆動させるようになっている。

【０００７】

【作用】

このような制御装置では、継手を解放してフリーな状態にすべくスイッチ手段 をオン作動させると、このオン作動開始から所定時間だけ電気モータが駆動され る。この所定時間の駆動によって流体圧ポンプから供給される流体により、流体 圧作動式リリース手段はスプリング式ロック手段によるロック保持を解放する。 この後（所定時間の経過後）、スイッチ手段がオンであっても電気モータの駆動 は停止されるが、流体圧作動式リリース手段に供給された流体が放出されない限 り継手は解放されたままである。なお、継手をロック状態にするには流体圧作動 式リリース手段内の流体を逃がせばよく、スイッチ手段がオフになったときにリ リース手段内の流体が放出される。 このようにスイッチ手段のオン状態が継続されても電気モータは所定時間駆動 されるだけであり、消費電力が少ない。

【０００８】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の好ましい実施例について説明する。 本考案にかかる制御装置により解放制御がなされる球面継手を用いた作業補助 アーム１０を図１に示している。 この作業補助アーム１０は、高所作業車（図示せず）のブーム先端に取り付け られた作業台１上に図示のように基端部が固定されて取り付けられている。作業 補助アーム１０の先端には把持具１４が取り付けられており、この把持具１４に より電線等を把持して支え、作業台１に搭乗した作業者Ｍの作業を補助するよう になっている。

【０００９】 作業補助アーム１０は多関節アームから構成され、関節部１５を介して基端側 から連続的に繋がる第１アーム１１、第２アーム１２および第３アーム１３を有 する。関節部１５は球面継手が用いられ、各アームは関節部１５において屈伸等 が自在となっている。把持具１４も球面継手を用いて関節部１５を介して第３ア ーム１３の先端に繋がれている。

【００１０】 この関節部１５の構造を、第１アーム１１を例にして図２に基づいて説明する 。第１アームハウジング１１ａの先端部に関節部１５が設けられており、この関 節部１５は、ネジ結合された関節ハウジング２１（半体２１ａ，２１ｂからなる ）を有し、この関節ハウジング２１は第１アームハウジング１１ａの先端にネジ 結合されて固設されている。 関節ハウジング２１内には、軸方向に摺動自在に保持部材２３が配設され、こ の保持部材２３の先端と関節ハウジング半体２１ａの内面との間に挟まれるよう にして球状部材２２が配設されている。保持部材２３はロック保持スプリング２ ４の付勢力により球状部２２の方に押圧される。球状部２２はシャフト２２ａを 介して第２アーム１２のハウジングと一体に結合されている。 なお、関節ハウジング半体２１ｂと保持部材２３との間には、互いの相対回転 を阻止するキー２３ａが配設されている。

【００１１】 第１アームハウジング１１ａ内にはリリース用油圧シリンダ２５が配設されて いる。このリリース用油圧シリンダ２５のロッド２６はその先端部において保持 部材２３と連結されており、リリース用油圧シリンダ２５内に供給される油圧力 により、ロッド２６を介して保持部材２３をロック保持スプリング２４の付勢に 抗して軸方向（矢印Ａ方向）に移動させることができる。

【００１２】 リリース用油圧シリンダ２５に油圧力が作用しないときには、ロック保持スプ リング２５に押圧された保持部材２３と関節ハウジング半体２１ａの内面との間 に球状部２２が挟持され、その摩擦力により球状部材２２が関節ハウジング２１ に対して固定保持される。この状態では関節部１５はロックされ、各アームはそ のまま固定保持される。 一方、リリース用油圧シリンダ２５に油圧力が作用すると、この油圧力により ロッド２６を介して保持部材２３が矢印Ａ方向に引っ張られて、保持部材２３に よる球状部２２の押圧が解除される。これにより球状部２２はフリーとなり、関 節ハウジング２１に対して自由に回動（矢印Ｂの運動）させることができる。こ のため、この状態では、各アームを関節部１５において自由に屈伸等させること ができる。

【００１３】 このようなリリース用油圧シリンダ２５への油圧供給制御は、作業者Ｍによる 操作スイッチ３の操作により行われる。この操作スイッチ３の操作に応じて関節 部１５のロック保持制御を行う制御装置について以下に説明する。 この装置は、図１および図３に示すように、リリース用油圧シリンダ２５にコ ントロールバルブ７を介して作動油を供給する油圧ポンプ６と、この油圧ポンプ ６を駆動する電気モータ５と、この電気モータ５やコントロールバルブ７内のソ レノイドに駆動電力を供給するバッテリ２と、電気モータ５やソレノイドの作動 制御を行うコントローラ４とからなり、操作スイッチ３はコントローラ４と一緒 に設けられている。なお、コントロールバルブ７は、図３に示すように、リリー フバルブ３１、チェックバルブ３２、電磁切換バルブ３３等を含む。

【００１４】 電気モータ５により油圧ポンプ６が駆動されると、その吐出油はリリーフバル ブ３１により所定油圧に調圧され、チェックバルブ３２を介してリリース用油圧 シリンダ２５のロッド側油室２５ａ内に供給される。これにより、リリース用油 圧シリンダ２５のロッド２６にはこれを引き戻す方向（図２の矢印Ａ方向）の油 圧力が作用し、関節部１５のロックを解除する。 この電気モータ５の駆動はモータリレースイッチ３５により制御される。モー タリレースイッチ３５は、操作スイッチ３のオン作動に応じてコントローラ４に よりモータリレーソレノイド３５ａを通電制御することによりなされる。なお、 操作スイッチ３は自己復帰型のスイッチであり、これが作業者Ｍによりオン操作 されている間のみオンとなり、この操作が解除されると自動的にオフに戻る。

【００１５】 一方、リリース用油圧シリンダ２５のロッド側油室２５ａからタンク３０に至 る油路には電磁切換バルブ３３が配設されている。この電磁切換バルブ３３のソ レノイド３３ａをコントローラ４により通電制御することにより、電磁切換バル ブ３３を作動させて、ロッド側油室２５ａ内の作動油をタンク３０に流出させる ようになっている。ソレノイド３３ａは操作スイッチ３がオフとなったときに通 電されるようになっており、これにより、ロッド２６に作用する油圧力が解放さ れ、関節部１５がロック保持される。

【００１６】 操作スイッチ３の操作に対する、上記モータリレースイッチ３５のソレノイド ３５ａの作動と、電磁切換バルブ３３のソレノイド３３ａの作動とを図４を参照 して説明する。両ソレノイド３５ａ，３３ａへの通電制御は、操作スイッチ３の 操作に対応してコントローラ４により行われる。

【００１７】 図４に示すように、操作スイッチ３がｔ0時間の間、オン操作された場合を考 える。操作スイッチ３がオン操作されると同時にモータリレーソレノイド３５ａ もオン作動され（通電され）モータリレースイッチ３５がオンとなる。これによ りバッテリ２からの電力により電気モータ５が駆動され、油圧ポンプ６からリリ ース用油圧シリンダ２５に作動油が供給され、関節部１５のロックが解除される 。 但し、モータリレーソレノイド３５ａは所定時間ｔ1が経過すると、操作ス イッチ３がオンであってもコントローラ４によりオフに切り換えられる。

【００１８】 これにより、油圧ポンプ６からの作動油の供給は停止するのであるが、チェッ クバルブ３２およびオフ状態にある電磁切換バルブ３３によりリリース用油圧シ リンダ２５のロッド側油室２５ａ内の作動油はそのまま保持される。このため、 ロッド２６は保持部材２３を引っ張った状態のまま保持され、関節部１５はフリ ーな状態で保持される。

【００１９】 ここで、モータリレーソレノイド３５ａがオン作動される時間ｔ1は、電気モ ータ５による油圧ポンプ６の駆動を開始してから、油圧ポンプ６からの作動油の 供給を受けてリリース用油圧シリンダ２６により関節部１５のロック保持が完全 に解放されるまでに要する時間と同じ時間、もしくはこれより若干長い時間に設 定されている。 このため、モータリレーソレノイド３５ａをｔ1時間オン作動させれば、関節 部１５のロックが完全に解除され、関節部１５はフリーな状態となり、この後、 モータリレーソレノイド３５ａがオフとなっても関節部１５はフリーな状態で保 持される。 しかも、これにより操作スイッチ３が長い間オン操作されたとしても、電気モ ータ５の駆動時間はｔ1時間以上となることがなく、バッテリ２の消費電力を低 減することができる。

【００２０】 この後、操作スイッチ３から手が離されてこれがオフとなると、コントローラ ４により切換バルブ３３のソレノイド３３ａが所定時間ｔ2の間だけオン作動（ 通電）される。これにより、この切換バルブ３３を介して、リリース用油圧シリ ンダ２５のロッド側油室２５ａ内の作動油がタンク３０に流出され、関節部１５ はロック保持される。

【００２１】 なお、ソレノイド３３ａがオン作動される所定時間ｔ2としては、切換バルブ ３３を介してロッド側油室２５ａ内の作動油がタンク３０に流出するのに要する 時間、もしくはこれより若干長い時間が設定される。これにより、操作スイッチ ３がオフとなったときに関節部１５を確実にロック保持状態とさせ、且つソレノ イド３３ａの通電時間を必要最小限に抑える。

【００２２】 上記コントローラ４は、例えば、図５に示すように構成することができる。 操作スイッチ３は、バッテリ２のプラス端子に接続されたメインライン４０中 に配設された２つのスイッチ体３ａ，３ｂを有する。操作スイッチ３が操作され ていないとき（オフのとき）には、スイッチ体３ａはオフであり、スイッチ体３ ｂはメインライン４０を第４および第５ライン４４，４５と接続させる。 なお、スイッチ体３ａを通る箇所においてメインライン４０から並列に分岐す る分岐ライン４０ａが設けられており、この分岐ライン４０ａにはホールドリレ ースイッチ５１ｂが配設されている。

【００２３】 操作スイッチ３をオン操作すると、スイッチ体３ａはこの部分においてメイン ライン４１を接続させ、スイッチ体３ｂはメインライン４０を第２および第３ラ イン４２，４３と接続される。これにより第４および第５ライン４４，４５はオ フとなる。なお、第１ライン４１はメインライン４０に繋がっており、第１ライ ン４１もオンとなる。 第１ライン４１には、ノーマル閉タイプの第２タイマリレースイッチ５３ｂと 、ホールドリレーソレノイド５１ａが直列に配設されており、ホールドリレーソ レノイド５１ａが励磁されてホールドリレースイッチ５１ｂがオンとなる。

【００２４】 第２ライン４２には、第１ディレータイマ５５と第１タイマリレーソレノイド ５２ａとが配設されている。第１デイレータイマ５５は第２ライン４２がオンと なった時から所定時間ｔ1経過した後、第２ライン４２をオンとして第１タイマ リレーソレノイド５２ａを通電励磁する。 第３ライン４３にはノーマル閉タイプの第１タイマリレースイッチ５２ｂとモ ータリレーソレノイド３５ａとが配設されている。上記のように第１タイマリレ ースイッチ５２ｂは第１タイマリレーソレノイド５２ａの励磁に応じてオフ作動 されるものであり、操作スイッチ３のオン操作から所定時間ｔ1経過した後にオ フ作動される。このため図４に示したように、モータリレーソレノイド３５ａは 操作スイッチ３がオン作動されてから所定時間ｔ1の間のみオンとなる。

【００２５】 次いで、時間ｔ0の経過後、操作スイッチ３がオフにされると、スイッチ体３ ａがオフとなってメインライン４０がこの部分でオフとなる。しかしながら、分 岐ライン４０ａのホールドリレースイッチ５１ｂがオンであるので、分岐ライン ４０ａを介してメインライン４０による電力供給が継続される。一方、スイッチ 体３ｂはこのメインライン４０を第４および第５ライン４４，４５と接続させる ため、これら第４および第５ライン４４，４５がオンとなる。

【００２６】 第５ライン４５には電磁切換バルブ３３のソレノイド３３ａが配設されている 。このため、操作スイッチ３がオフになると、このソレノイド３３ａが励磁され て電磁切換バルブ３３を作動させ、リリース用油圧シリンダ２５のロッド側油室 ２５ａ内の作動油をタンク３０に排出させる。 第４ライン４４には、第２ディレータイマ５６と第２タイマリレーソレノイド ５３ａとが配設されている。第２デイレータイマ５６は第４ライン４４がオンと なった時から所定時間ｔ2経過した後、第４ライン４４をオンとして第２タイマ リレーソレノイド５３ａを通電励磁する。

【００２７】 第２タイマリレーソレノイド５３ａが励磁されると第１ライン４１に配設され た第２タイマーリレースイッチ５３ｂがオフ作動され、ホールドリレーソレノイ ド５１ａがオフとなる。この結果ホールドリレースイッチ５１ｂがオフとなって メインライン４０による電力供給がストップし、電磁切換バルブ３３がオフとな る。 すなわち、操作スイッチ３がオフとなると、まず電磁切換バルブ３３のソレノ イド３３ａがオン作動され、図４に示すように、第２ディレータイマ５５により 設定される所定時間ｔ2の経過の後にオフとなる。

【００２８】 以上においては、電気モータにより油圧ポンプを作動し、この油圧ポンプから の作動油の油圧力によりリリース用油圧シリンダを作動する例を示したが、油圧 に代えて空気圧を用いて制御装置を構成しても良い。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、スイッチ手段がオン作動されたときか ら所定時間だけ電気モータを駆動させるようになっているので、継手を解放して フリーな状態にすべくスイッチ手段をオン作動させると、このオン作動開始から 所定時間だけ電気モータが駆動され、これによって流体圧ポンプから供給される 流体により、流体圧作動式リリース手段はスプリング式ロック手段によるロック 保持を解放する。この後（所定時間の経過後）、スイッチ手段がオンであっても 電気モータの駆動は停止されるが、流体圧作動式リリース手段に供給された流体 が放出されない限り継手は解放されたままである。 このように本考案の制御装置を用いれば、スイッチ手段のオン状態が継続され ても電気モータは所定時間駆動されるだけであり、消費電力を低減することがで きる。このため、電気モータ駆動用のバッテリが小さな容量で良く、これを小型 化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の制御装置により解放制御される継手を
有した作業補助アームを示す正面図である。

【図２】この作業補助アームの関節部を示す断面図であ
る。

【図３】本考案に係る継手の制御装置を示す回路図であ
る。

【図４】この制御装置におけるスイッチおよびソレノイ
ドの作動状況を説明するグラフである。

【図５】この制御装置におけるコントローラの構成を示
す電気回路図である。

【符号の説明】

２ バッテリ ３ 操作スイッチ ５ 電気モータ １０ 作業補助アーム １５ 関節部 ２２ 球状部 ２３ 保持部材 ２５ リリース用油圧シリンダ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプリング力を利用して継手をロック保
   持するロック保持力を与えるスプリング式ロック手段
   と、流体圧を利用して前記スプリング式ロック手段によ
   るロック保持を解放するロック解放力を与える流体圧作
   動式リリース手段とを有してなる油圧解放式継手の制御
   装置であって、 前記流体圧作動式リリース手段に、前記流体圧を発生さ
   せる作動流体を供給する流体圧ポンプと、この流体圧ポ
   ンプを駆動する電気モータと、前記流体圧作動式リリー
   ス手段の作動を制御するスイッチ手段と、このスイッチ
   手段の作動に応じて前記電気モータの作動を制御するコ
   ントローラとを有してなり、 前記スイッチ手段がオン作動されたとき、前記コントロ
   ーラは、このオン作動開始時から所定時間だけ前記電気
   モータを駆動させるようになっていることを特徴とする
   油圧解放式継手の制御装置。