JPS62188689A - 作業機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は油圧アクチュエータにより駆動される複数本の
アームを有する作業機、例えば油圧ショベルや関節式ロ
ボット等の油圧制御装置に関する。

Ｂ、従来の技術 上述した作業機の各アームは互いにピン結合されて回動
可能であり、メータイン回路を構成する流量制御弁によ
ってその駆動方向が制御される油圧シリンダのような油
圧アクチュエータにより各アームが駆動制御される。と
ころで、近年、省′エネルギー化、高出力化あるいは操
作性向上の点から、油圧アクチュエータが高圧力下で駆
動され、また、原価低減、省エネルギー化の点からアー
ムが軽量化されている。

ところが、油圧回路を高圧化すると当然アームに作用す
る負荷も大きくなり、その分だけアームの強度を」二げ
なくてはならないし、また逆に、アームの軽量化を図る
とアーム強度から油圧回路の最高圧力が決まり、所望の
高圧化を達成できないことがある。特に、強度の面につ
いては、作業機の複数本のアームを作業姿勢から格納姿
勢に駆動してアームが完全に格納姿勢になる際、例えば
油圧シリンダによりアームが駆動される場合には、油圧
シリンダがストローク、エンドに達する際に回路圧力が
最高圧力まで上昇するので、アームと油圧シリンダとの
取付部近傍やアーム駆動のために設けられたリンク等に
非常に高い応力が生じ、アームやリンク七９ものが破壊
するという点を考慮する必要がある。この場合、ストロ
ークエンドになるときの油圧シリンダの速度が速いと、
衝突時のショックによっても各部に高応力が発生し好ま
しくない。

そこで従来のこの種の作業機においては、回路の高圧化
またはアームの軽量化のいずれか一方を優先させるか、
あるいは、アームがストロークエンドに達する前、換言
するとアームが完全に格納姿勢となる前に油圧アクチュ
エータへ供給される油を強制的に遮断している。あるい
はまた、流量制御弁の操作量を制御して油圧シリンダの
速度を調整している。

Ｃ０発明が解決しようとしている問題点従って、従来の
作業機においては１回路の高圧化とアームの軽量化を同
時に達成できなかった。

また、油を強制的に遮断すると、ショックによりアーム
が振動して作業者に非常に不快感を与えていた。更にま
た、流量制御弁の操作量によって油圧シリンダの速度を
調整する場合には、誤操作によりその速度が調整できな
いことがあり好ましくない。

本発明の目的は、このような問題を解決し、アーム格納
時にアームが所定の位置まできたら回路のリリーフ圧力
を低減させ、これに伴って油圧アクチュエータの速度を
低減するようにした作業機の油圧制御装置番提供するこ
とにある。

Ｄ９問題点を解決するための手段 本発明は、アームを格納姿勢にするときに操作されるス
イッチング手段と、作業姿勢から格納姿勢へ駆動される
アームの所定の位置を検出する位置検出手段と、流量制
御弁下流の油圧回路中のリリーフ圧力を少なくとも高低
の２つの値に設定可能なリリーフ弁と、スイッチング手
段が操作され、かつ、検出手段により所定位置が検出さ
れているときにリリーフ弁の設定圧力を低い値に制御す
るリリーフ圧制御手段を具備する。

８８作用 スイッチング手段が操作されていると、アームが所定位
置に達して検出手段がそれを検出するのに応答して、リ
リーフ圧制御手段は、リリーフ弁の設定圧力を低減する
。これにより、流量制御弁の前後圧力差が小さくなり油
圧アクチュエータの流量が減少、以って油圧アクチュエ
ータの速度が遅くなる。また、アームがストロークエン
ドまで移動した際に油圧アクチュエータに作用する圧力
が低いのでアーム等に加わる負荷も低減される。

Ｆ、実施例 第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１図
において、床面に固定されたｉ台１には第１のアーム３
が回動可能にピン５により連結され、その第１のアーム
３の他端には、第２のアーム７が回動可能にピン９によ
り連結されているｅ’　ｌ　ｌは床面に固定されたブラ
ケット１３に回動可能にピン１４により取付けられた油
圧アクチュエータとしての油圧シリンダであり、七のピ
ストンロッドｌｌａが第１のアーム３に連結され、これ
により第１のアーム３は油圧シリンダ１１によりピン５
を中心に回動される。また、第２のアーム７にはリンク
機構１５が取付けられ、そのリンク機構１５と第１のア
ーム３との間に油圧アクチュエータとしての油圧シリン
ダ１７が装着され、その油圧シリンダ１７により第２の
アーム７がピン９を中心に回動される。ここで、第２の
アーム７は、二点鎖線で示すような作業姿勢と、実線で
示す格納姿勢とをとり、格納姿勢では油圧シリンダ１１
が完全に伸長してストロークエンドまで達している。ま
た、ピン９に関連させて、第１のアーム３と第２のアー
ム７との間の相射的な回転角度を検出する角度センサ１
９が設けられている。ここで、角度センサ１９は位置検
出手段を構成する。

更に第１図において、油圧ポンプ２１は、メータイン回
路を構成する流量制御弁、例えば電気サーボ弁２３を介
して油圧シリンダ１７に接続されており、油圧ポンプ２
１の吐出圧力はリリ−フ圧力７の設定圧力によって制御
される。ここで、リリーフ弁２７は、電磁力に比例して
その設定圧力を制御するリリーフ圧制御装置２７ａによ
、り制御される。２９は操作レバーであり、操作量に応
じたレバー制御信号ａを制御回路３１を介して電気サー
ボ弁２３に供給する。操作レバー２９を正方向に操作す
ると正のレバー制御信号が出力されて油圧シリンダ１７
が縮退し、負方向に操作すると負のレバー制御信号が出
力されて油圧シリンダ１７が伸長する。３３は格納指令
スイッチであり、第２のアーム７を格納姿勢に駆動する
際に操作されて格納指令信号すを制御回路３１に供給−
する、制御回路３１には前述した角度センサ１９からの
角度信号Ｃも供給されている。そして、制御回路３１は
、これら格納指令信号すと角度信号Ｃとに基づいてリリ
ーフ圧制御装置２７ａに圧力制御信号ｅを供給してリリ
ーフ弁２７の設定圧力を制御する。

第２図に示す処理手順は、マイクロコンピュータ等で構
成される制御回路３１内の記憶装置に予め格納されてい
て、所定の起動信号により起動される。このプログラム
が起動されると、まず、手順Ｐｉにおいて格納指令信号
すの有無により格納スイッチ３３が操作されたか否かを
判定する。否定判定されると手順Ｐ２に進み、回路リリ
ーフ圧力をある圧力ＰＨにすべく圧力制御信号ｅを生成
し、手順Ｐ３においてその圧力制御信号ｅを電磁比例式
リリーフ圧制御装置１２７ａへ出力する。これにより、
リリーフ弁２７による回路リリーフ圧力がＰＨに設定さ
れる０次いで、手順Ｐ４においてエンジンが停止してい
るか否かを判定し、肯定判定されるとこのプログラムを
終了する。一方、否定判定されると手順Ｐ１に戻る。

手順ＰＬにおいて肯定判定されると、すなわち、格納ス
イッチ３３が操作されていると手順Ｐ５に進み、角度信
号Ｃが示す角度θが、予め定めた基準値０８未満か否か
を判定する。肯定判定されると手順Ｐ６に進み、レバー
制御信号ａの正負から第２のアーム７を格納姿勢側へ駆
動しているか否かを判定し、肯定判定されると手順Ｐ７
へ進む０手順Ｐ７においては、回路リリーフ圧力を。

ある圧力ＰＬ（＜ＰＨ）にすべく圧力制御信号ｅを生成
し、手順Ｐ３においてその圧力制御信号ｅをリリーフ圧
制御装置１２７ａへ出力する。これにより、リリーフ弁
２７による回路リリーフ圧力がＰＬ（＜ＰＭ）に設定さ
れる。そして、手順Ｐ４においてエンジン停止が判定さ
れるとこのプログラムを終了する。また、手順Ｐ５にお
いて否定判定された場合２乎順Ｐ７において否定判定さ
れた場合には、手順Ｐ２　、Ｐ３　、Ｐ４と進み、回路
リリーフ圧力はＰｏに制御される。

このように構成された作業機の油圧制御装置の作用につ
いて説明する。

操作レバー２９を正方向へ操作すると正のレバー制御信
号ａが出力され、その信号ａは制御回路３１を介して電
気サーボ弁２，３に供給され、これにより電気サーボ弁
、２３のスプールは入力されたレバー制御信号の大きさ
に相応しただけ図示右方へ変位して油圧シリンダ１７を
縮少する。この油圧シリンダ１７の動きによりリンク１
５を介して第２のアーム７がピン９を中心に反時計方向
へ回動する。操作レバー２９を正方向へ操作している場
合には、リリーフ弁２７によるリリーフ圧力はＰＨに維
持されるので常時高圧下で作業が可能である。また、格
納スイッチ３３がオフされていて、かつ、角度信号Ｃが
０３以上の値を示していれば、操作レバー２９を負方向
へ操作する場合もリリーフ圧力はＰＨに維持され、高圧
下での作業が可能である。

また、格納スイッチ３３がオンされている場合には、角
度θがＯＲよりも小さくかつレバー２９が負方向へ操作
されるとリリーフ圧力が低い圧力ＰＬに設定される。従
って、油圧シリンダ１７へ流れる流量が減少するととも
に、油圧シリンダ１７がストロークエンドに達したとき
のリリーフ圧力がＰＬとなり、アーム３．７あるいはリ
ンク機構１５における各部材との取付部等にかかる荷重
が小さくなり、それら各取付部等の応力値を小さくでき
る。

以上の説明では、リリーフ弁２７によるリリーフ圧力を
２段階に切り換えるようにしたが、アーム３と７′との
間の角度θが基準値θＲよりも小さくなったときに、そ
の角度θが小さくなるにつれてリリーフ圧力が低くなる
ように、連続的にリリーフ圧力を制御してもよい。

また、第３図に示すように、リリーフ設定圧力Ｐ）Ｉの
リリーフ弁３１とリリーフ設定圧力ＰＬ（＜ＰＨ）のリ
リーフ弁３３とを並列に設け、上述の角度θに基づいて
、制御回路３１からいずれか一方のリリーフ弁を動作可
能に制御するようにしてもよい、すなわち、各リリーフ
弁３１．３３はリリーフ圧制御装置３１ａ、３３ａを有
し、いずれか一方のリリーフ圧制御装置が作動するとき
にそのリリーフ弁により回路圧力が定まるようにしても
よい。

更に、以上の説明では、アーム３．７を有する作業機に
ついて説明したが、アームの数はこれに限定されず、３
本以上でもよい。

更にまた、流量制御弁はメータイン回路を構成するもの
であれば電気サーボ弁に限定されない。

Ｇ０発明の効果 本発明は、アーム格納時にアームがストロークエンド近
傍の所定の位置に達したらリリーフ圧力を少なくとも低
減するようにしたので、アーム格納時に加わる荷重を確
実に小さくすることができ、以って、高圧力化およびア
ーム軽量化を同時に達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図に示した実施例における処理手順例を示すフローチャ
ート、第３図は回路リリーフ圧力を制御する他の例を示
す回路図である。 ３．７：アーム　　１１．１７：油圧シリンダ１９：角
度センサ　　２３：電気サーボ弁２７：可変リリーフ弁 ２７ａ、３１ａ、３３ａ　：リリーフ圧制御装置２９：
操作レバー　　３に制御回路 ３３：格納スイッチ 出　願　人　　日立建機株式会社 代理人弁理士　　永　井　冬　紀 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　互いにピン結合され、メータイン回路を構成する流量
   制御弁によりその駆動方向が制御される油圧アクチュエ
   ータによって、作業姿勢と、格納姿勢とをとり得る複数
   本のアームを備えた作業機の油圧制御装置において、 前記アームを格納姿勢にするときに操作するスイッチン
   グ手段と、 作業姿勢から格納姿勢へ駆動されるアームの所定の位置
   を検出する位置検出手段と、 前記流量制御弁下流の油圧回路中のリリーフ圧力を少な
   くとも高低の２つの値に設定可能なリリーフ弁と、 前記スイッチング手段が操作され、かつ前記検出手段に
   より所定位置が検出されているときに前記リリーフ弁の
   設定圧力を低い値に制御するリリーフ圧制御手段と、を
   具備したことを特徴とする作業機の油圧制御装置。