JP2006077946A - 把持力制御装置および解体作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】 操作部の操作量を一定に保持しなくても把持装置の把持力を一定に維持できる把持力制御装置および解体作業機を提供する。
【解決手段】 パイロットチェック弁４０１をシリンダ３０に対して直列に、かつ、比例電磁式リリーフ弁４５に対して並列に配設し、アキュムレータ４６へ接続される油路８３２にチェック弁４８を配設した。ボトム室３３に供給された圧油は、比例電磁式リリーフ弁４５への流入がチェック弁４８、およびパイロットチェック弁４０１によって禁止される。これにより、操作レバー７１の把持方向の操作量が減少して、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値が下降しても、シリンダ３０のボトム室３３に供給された圧油が比例電磁式リリーフ弁４５から逃げることはないため、操作レバー７１の操作量を一定に保持しなくても把持装置１４の把持力を一定に維持できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、油圧式アクチュエータの動作により対象物を把持する作業機械に用いられる把持力制御技術に関する。

対象物の把持や押さえつけを目的とする作業機械として、油圧ショベルをベースとしたものが開発されている。この作業機械は、油圧シリンダの駆動によって対象物を押さえつけるクランプアームを備えている。この油圧シリンダを制御する制御装置には、油圧ポンプから油圧シリンダに供給される圧油を制御する方向切替弁と、油圧シリンダの伸張側油室と方向切替弁とを結ぶ油路上に配置される可変リリーフ弁とが設けられている。可変リリーフ弁の圧力設定値は、リモコン弁の操作量を検出する圧力センサの情報に基づいて、電磁比例減圧弁によって設定される（特許文献1参照）。

特開２００１−９８７７１号公報

しかし、この作業機械では、リモコン弁の操作量が変化すると可変リリーフの圧力設定値が変化するので、リモコン操作弁の操作量を一定にしなければ、クランプアームの押しつけ力が変化してしまう。

（１） 請求項１の発明による把持力制御装置は、対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータに供給される圧油に関して、アクチュエータと並列に設けられる可変リリーフ手段と、可変リリーフ手段で設定され得るリリーフ圧力の最高圧力よりも高いリリーフ圧力に設定されるリリーフ手段と、操作部の操作に基づいて、流量制御手段によってアクチュエータに供給される圧油の流量と、可変リリーフ手段のリリーフ圧力とを変更する操作手段と、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータに供給される圧油に関して、アクチュエータと直列に、かつ、可変リリーフ手段と並列に設けられて、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータに供給される圧油の逆流を防止する逆流防止手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載の把持力制御装置において、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータへ供給される圧油に関して、アクチュエータと並列に、かつ、可変リリーフ手段の上流に直列に設けられ、可変リリーフ手段に圧油を供給するか否かを切り替える切替手段と、可変リリーフ手段へ圧油を供給するか否かの切り替えを指示する信号を切替手段に出力する切り替え信号出力手段とを備えることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項２に記載の把持力制御装置において、可変リリーフ手段に圧油を供給するように切替手段が切り替えられた時にのみ可変リリーフ手段と切替手段との間の管路から供給される圧油によって圧力を蓄積し、切替手段を介することなく蓄積した圧力をアクチュエータへ供給することで、把持爪を閉じるようにアクチュエータへ供給される圧油の圧力を保持するアキュムレータをさらに備えることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載の把持力制御装置において、可変リリーフ手段に圧油を供給するか否かを選択する選択手段をさらに備え、切り替え信号出力手段は、可変リリーフ手段に圧油を供給するように選択手段が選択されると、可変リリーフ手段へ圧油を供給するように指示する信号を切替手段に出力することを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項２または請求項３に記載の把持力制御装置において、把持爪が対象物と接触したか否かを判定する接触判定手段をさらに備え、切り替え信号出力手段は、接触判定手段によって把持爪が対象物と接触したことが判定されると、可変リリーフ手段へ圧油を供給するように指示する信号を切替手段に出力することを特徴とする。
（６） 請求項６の発明による解体作業機は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の把持力制御装置と、把持装置が取り付けられる腕を有する旋回体と、旋回体を旋回可能に保持する走行体とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、アクチュエータと並列に設けられる可変リリーフ手段と、アクチュエータと直列に、かつ、可変リリーフ手段と並列に設けられて、把持爪を閉じるようにアクチュエータに供給される圧油の逆流を防止する逆流防止手段とを備えるように構成した。したがって、操作部の操作量を一定に保持しなくても把持装置の把持力を一定に維持できるので、把持装置の操作性が向上する。

図１〜６を参照して、本発明による把持力制御装置を解体作業機に適用した一実施の形態を説明する。図１に示すように、油圧ショベルをベースとした解体作業機１００においては、走行体１に旋回体３が旋回可能に取り付けられている。旋回体３の前部には運転室４が取り付けられている。運転室４の後方にはエンジンおよび油圧ポンプを含む主要駆動装置５が設けられている。

旋回体３には多関節の腕を有するフロント作業腕１０１が取り付けられている。フロント作業腕１０１は、ブームシリンダ１１により上下方向に揺動自在に旋回体３に取り付けられたブーム１０と、ブーム１０に連結されてアームシリンダ１３により上下方向に揺動自在に取り付けられたアーム１２と、アーム１２の先端部分に連結されて作業具シリンダ１５により上下方向に回動自在に取り付けられた作業具である把持装置１４とを有する。

図２に把持装置１４の構造を示す。把持装置１４は、アーム１２の先端に取り付けられる把持装置本体２０と、先端側で対象物を把持できるように対向して設けられた把持爪２１，２２と、把持爪２１，２２を駆動するシリンダ３０とを有する。把持爪２１，２２は、それぞれの後端の近傍で、把持装置本体２０に設けられた回動軸２３，２４を中心に回動可能に軸支されている。把持爪２１と把持爪２２とは、それぞれ回動軸２３，２４の近傍でリンク２５を介して接続されている。このリンク２５によって、それぞれの把持爪２１，２２は、回動軸２３，２４を中心に連動して回動するので、把持爪２１，２２の先端側の把持部２１ａ，２２ａで対象物を把持および開放できる。

シリンダ３０のシリンダロッド３１のロッド先端３１ａは、把持爪２１の後端に設けられているシリンダロッド接続部２１ｂに接続され、シリンダ本体３２のボトム側端部（シリンダボトム）３２aが把持装置本体２０のシリンダ支持部２６に接続されている。

シリンダ３０の把持側油室（ボトム室）３３に圧油が供給されると、シリンダロッド３１が伸長し、回動軸２３を中心に把持爪２１を右旋させる。把持爪２１の右旋に伴ってリンク２５を介して把持爪２２は回動軸２４を中心に左旋される。したがって、把持爪２１，２２は閉じる方向に駆動されるので、把持対象物を把持できる。把持爪２１，２２が閉じている状態で、シリンダ３０の解放側油室（ロッド室）３４に圧油が供給されると、シリンダロッド３１が収縮し、上述の動作とは逆方向に把持爪２１，２２が駆動されて、把持対象物を開放する。

図３は、解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路を示す図である。この油圧回路には、メインポンプ４０と、コントロール弁４１と、メインリリーフ弁４２と、作動油タンク４３と、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と、比例電磁式リリーフ弁４５と、アキュムレータ４６と、チェック弁４７〜４９と、パイロットチェック弁４０１とが設けられている。また、この油圧回路には、油圧回路の各構成機器を制御するために、パイロットポンプ５０と、比例電磁式減圧弁５１と、制御回路６０と、コントローラ７０とが設けられている。コントローラ７０は、いわゆる電気レバーと呼ばれる操作装置であり、把持装置１４の開閉操作をするための操作レバー７１と、操作レバー７１の把持部の端部に付設されたＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２とを有する。

図示しないエンジンによりメインポンプ４０が駆動されると、作動油タンク４３の作動油がコントロール弁４１を介して油路８１または油路８２からシリンダ３０へ供給される。この油圧回路の最高圧力はメインリリーフ弁４２で規定される。なお、油路８１はシリンダ３０のボトム室３３とコントロール弁４１とを結ぶ油路であり、油路８２はロッド室３４とコントロール弁４１とを結ぶ油路である。コントロール弁４１は、後述するように、操作レバー７１の操作に応じて制御される比例電磁式減圧弁５１からのパイロット圧油によってスプールが駆動されて、シリンダ３０への圧油の流れを制御する。

油路８１と油路８２とは油路８３で結ばれており、この油路８３には、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と、比例電磁式リリーフ弁４５と、アキュムレータ４６とが設けられている。ＯＮ／ＯＦＦ弁４４は、油路８１と比例電磁式リリーフ弁４５との間に設けられている。すなわち、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４は、油路８３上で比例電磁式リリーフ弁４５と直列に、かつ、シリンダ３０と並列に配設されている。後述するように、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４は、制御回路６０から送信される信号によってオンオフが切り替えられて、油路８１から比例電磁式リリーフ弁４５およびアキュムレータ４６への圧油流入を許可または禁止する。

比例電磁式リリーフ弁４５は、上述のように、油路８３上でＯＮ／ＯＦＦ弁４４と直列に、かつ、シリンダ３０と並列に配設されている。比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値は、後述するように、制御回路６０から送信される信号によって設定される。チェック弁４７は油路８２と比例電磁式リリーフ弁４５とを結ぶ油路８３４に設けられて、油路８２から比例電磁式リリーフ弁４５への不必要な圧油流入を防止する。

アキュムレータ４６は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と比例電磁式リリーフ弁４５との間の油路８３３から分岐した油路８３５に設けられ、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４を介して油路８１からの圧力（圧油）を蓄積する。油路８３５にはチェック弁４９が設けられている。アキュムレータ４６と油路８１との間には、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をバイパスするように油路８３２が設けられている。油路８３２にはチェック弁４８が設けられている。

チェック弁４９は、油路８３５を経由して油路８３３からアキュムレータ４６への圧油流入を許可し、油路８３５を経由してアキュムレータ４６から油路８３３への圧油の流入を禁止する。チェック弁４８は、油路８３２を経由してアキュムレータ４６から油路８１への圧油流入を許可し、油路８３２を経由して油路８１からアキュムレータ４６への圧油流入を禁止する。すなわち、アキュムレータ４６への蓄圧は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオンされて、油路８３１と油路８３３とが連通された場合に限られる。

アキュムレータ４６の圧力より油路８１の圧力が低下すると、アキュムレータ４６に蓄積された圧油は、チェック弁４８および油路８３２を経由して油路８１へ流入する。

パイロットチェック弁４０１は、油路８１の途中に設けられて、コントロール弁４１からシリンダ３０のボトム室３３への圧油の流れを許可し、シリンダ３０のボトム室３３からコントロール弁４１への圧油の流れを禁止する。ただし、パイロットチェック弁４０１は、油路８２の圧油をパイロット圧油として利用しているので、コントロール弁４１からシリンダ３０のロッド室３４へ圧油が供給されて油路８２の圧力が高くなると、シリンダ３０のボトム室３３からコントロール弁４１への圧油の流れを許可する。

制御回路６０は、コントローラ７０の操作レバー７１およびＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の操作状況に基づいて、比例電磁式減圧弁５１の設定圧力と、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４のＯＮ／ＯＦＦの切り替えと、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力とを制御する。制御回路６０による比例電磁式減圧弁５１、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４、および比例電磁式リリーフ弁４５の制御内容は、次に述べるとおりである。

制御回路６０から比例電磁式減圧弁５１への指令値は、コントロール弁４１を流れる圧油の流量が操作レバー７１の操作量に比例して変化するように、操作レバー７１の操作量に対応して決定される。したがって、シリンダ３０の動作速度は、操作レバー７１の操作量に比例する。

制御回路６０から比例電磁式リリーフ弁４５への指令値（圧力設定値）は、図４に示すように、操作レバー７１の操作量に対応して決定される。操作レバー７１の中立位置付近の不感帯は、操作レバー７１が中立位置からわずかに傾動されたたけで鋭敏にシリンダ３０が駆動されてしまうのを防止するため、操作レバー７１の操作量を認識しないように設けられた領域である。

把持装置１４が対象物を把持する方向（把持方向）へ操作レバー７１が不感帯を超えて操作されると、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値は、比例電磁式リリーフ弁４５による設定可能な範囲内で操作レバー７１の操作量に比例して決定される。

制御回路６０からＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２と、操作レバー７１の操作量に応じて決定される。ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオフされているとき、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされ、かつ、操作レバー７１が把持方向に操作されると、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をオンする指令が出力される。その後、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオフされると、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をオフする指令が出力される。なお、上述した２つの場合を除き、制御回路６０からＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令は、変化しない。

−−−油圧回路の動作説明−−−
上述のように構成される油圧回路では、把持方向へ操作レバー７１が不感帯を超えて操作されると、圧油がコントロール弁４１から油路８１を経由してシリンダ３０のボトム室３３へ供給されて、シリンダロッド３１が伸長し、把持爪２１，２２が閉じる方向に駆動される。把持装置１４が対象物を解放する方向（解放方向）へ操作レバー７１が不感帯を超えて操作されると、圧油がコントロール弁４１から油路８２を経由してシリンダ３０のロッド室３４へ供給されて、シリンダロッド３１が収縮し、把持爪２１，２２が開く方向に駆動される。

上述のように、この油圧回路では、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオフされている場合、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４はオフされるので、油路８１の圧油はＯＮ／ＯＦＦ弁４４で遮断されて、比例電磁式リリーフ弁４５およびアキュムレータ４６へは供給されずに、全量がシリンダ３０のボトム室３３へ供給される。コントロール弁４１から油路８１へ供給される圧油の流量は、操作レバー７１の把持方向への操作量に比例するので、シリンダ３０の把持方向への動作速度は、操作レバー７１の操作量に比例する。したがって、シリンダ３０は操作レバー７１による速度指令で把持方向に駆動される。把持対象物を把持することでシリンダ３０の駆動が停止されると、コントロール弁４１から供給される圧油によってボトム室３３の圧力は上昇する。シリンダ３０のボトム室３３へ供給される圧油の最大圧力は、メインリリーフ弁４２の設定圧力値となる。

ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオフされている状態から、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされ、かつ、操作レバー７１が把持方向に操作されると、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオンされる。これにより、油路８１の圧油は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４を通過して、比例電磁式リリーフ弁４５およびアキュムレータ４６へ供給される。上述のように、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値は、操作レバー７１の把持方向の操作量に比例するので、把持方向への操作量が増えれば、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値は上昇するが、把持方向への操作量が減れば、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値は下降してしまう。しかし、シリンダ３０のボトム室３３に供給された圧油は、油路８３２，８３５から比例電磁式リリーフ弁４５への流入がチェック弁４８，４９によって禁止され、油路８１，８３１，８３３から比例電磁式リリーフ弁４５への流入がパイロットチェック弁４０１によって禁止される。これにより、操作レバー７１の把持方向の操作量が減少して、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値が下降しても、シリンダ３０のボトム室３３に供給された圧油が比例電磁式リリーフ弁４５から逃げることはない。したがって、シリンダ３０のボトム室３３に供給される圧油の圧力の最大値は、操作レバー７１の把持方向の操作量の最大値に比例する。すなわち、シリンダ３０は圧力指令で把持方向に駆動される。

アキュムレータ４６へ圧油が供給された後、油路８１の圧力が低下すると、上述のように、アキュムレータ４６に蓄積された圧油は、チェック弁４８および油路８３２を経由して油路８１へ流入する。すなわち、シリンダ３０のピストン部分などから圧油がリークしても、アキュムレータ４６に蓄積された圧油によって、シリンダ３０のボトム室３３の圧力は維持される。したがって、把持対象物を把持した後、操作レバーを中立に戻すことで、コントロール弁４１からボトム室３３への圧油の供給を停止しても、アキュムレータ４６に蓄積された圧油によってボトム室３３の圧力が維持されるので、把持対象物は落下しない。

また、アキュムレータ４６に供給された圧油は、上述のようにチェック弁４８および油路８３２を経由して油路８１へ流入可能であるが、チェック弁４９により、油路８３５を経由して油路８３３への流入が禁止されている。したがって、操作レバー７１の把持方向の操作量が減少して、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値が下降しても、アキュムレータ４６に供給された圧油が比例電磁式リリーフ弁４５から逃げることはない。

操作レバー７１が解放方向に操作されて、コントロール弁４１から油路８２へ圧油が供給されると、上述のように、油路８２の圧油をパイロット圧油として利用するパイロットチェック弁４０１がシリンダ３０のボトム室３３からコントロール弁４１への作動油の流れを許可するので、ボトム室３３および油路８１の作動油は、コントロール弁４１を介して作動油タンク４３に戻ることができる。これにより、シリンダロッド３１が収縮できるので、把持爪２１，２２が開く方向に駆動される。

なお、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の状態にかかわらず、操作レバー７１が解放方向に操作されて、油路８２に圧油が供給された場合、チェック弁４７によって比例電磁式リリーフ弁４５への圧油流入が防止されているので、操作レバー７１の操作量に比例した流量でコントロール弁４１から油路８２へ供給された圧油は、すべてシリンダ３０のロッド室３４へ供給される。したがって、シリンダ３０の解放方向への動作速度は、操作レバー７１の操作量に比例する。すなわち、シリンダ３０は操作レバー７１による速度指令で開放方向に駆動される。

−−−フローチャート−−−
図５は、解体作業機１００に搭載された把持装置１４の開閉操作の動作を示すフローチャートである。この処理は、制御回路６０で実行されるプログラムにより行われる。不図示のエンジンキースイッチがオンされるとこのプログラムが起動される。ステップＳ１において、操作レバー７１やＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の状態を検出して（操作情報を取得して）ステップＳ７のサブルーチンへ進む。

ステップＳ７のサブルーチンにおいて、シリンダ３０を速度指令で駆動するか圧力指令で駆動するかを判定する。なお、ステップＳ７のサブルーチンは後述する。ステップＳ７が実行されるとステップＳ９へ進み、ステップＳ７のサブルーチンでシリンダ３０を圧力指令で駆動するように判定されたか否かを判断する。

ステップＳ９が否定判断されるとステップＳ１１へ進み、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４への指令をオフとしてステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３において、ステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、コントロール弁４１を流れる圧油の流量が操作レバー７１の操作量に比例するように、比例電磁式減圧弁５１への速度指令値を演算してステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５において、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４への指令、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定の指令値、およびステップＳ１３で演算された比例電磁式減圧弁５１への速度指令値をそれぞれ出力してリターンする。

ステップＳ９が肯定判断されるとステップＳ１７へ進み、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４への指令をオンとしてステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９において、ステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、操作レバー７１の把持方向の操作量に比例するように、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定の指令値を演算してステップＳ１３へ進む。

図６は、上述した図５のフローチャートにおける、ステップＳ７のサブルーチンを示している。ステップＳ７１において、前回の判定時に、シリンダ３０を圧力指令で駆動すると判定したか否かを判断する。ステップＳ７１が肯定判断されるとステップＳ７２へ進み、図５に示したメインルーチンのステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされているか否かを判断する。ステップＳ７２が肯定判断されるとステップＳ７３へ進み、シリンダ３０を圧力指令で駆動すると判定してメインルーチンに戻る。ステップＳ７２が否定判断されるとステップＳ７４へ進み、シリンダ３０を速度指令で駆動すると判定してメインルーチンに戻る。

ステップＳ７１が否定判断されるとステップＳ７５へ進み、図５に示したメインルーチンのステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされているか否かを判断する。ステップＳ７５が肯定判断されるとステップＳ７６へ進み、図５に示したメインルーチンのステップＳ１で取得した操作情報に基づいて、操作レバー７１が把持方向に操作されたか否かを判断する。ステップＳ７６が肯定判断されるとステップＳ７３へ進む。ステップＳ７５もしくはステップＳ７６が否定判断されるとステップＳ７４へ進む。

上述した把持力制御装置では、次の作用効果を奏する。
（１） 比例電磁式リリーフ弁４５をシリンダ３０に対して並列に配設し、パイロットチェック弁４０１をシリンダ３０に対して直列に、かつ、比例電磁式リリーフ弁４５に対して並列に配設し、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値が操作レバー７１の把持方向の操作量に比例するように構成した。したがって、シリンダ３０のボトム室３３に供給された圧油は、油路８１，８３１，８３３から比例電磁式リリーフ弁４５への流入がパイロットチェック弁４０１によって禁止される。これにより、操作レバー７１の把持方向の操作量が減少して、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値が下降しても、シリンダ３０のボトム室３３に供給された圧油が比例電磁式リリーフ弁４５から逃げることはないため、操作レバー７１の操作量を一定に保持しなくても把持装置１４の把持力を一定に維持できるので、把持装置１４の操作性が向上する。従来、操作レバーの操作量が保持されない場合には、比例電磁式リリーフ弁の設定圧力値が意図せず低下して圧油が逃げてしまうため、エネルギーロスが生じていたが、本実施の形態の解体作業機１００では、このエネルギーロスを回避できる。また、オペレータの手ぶれによる操作レバー７１の操作量変動による制御精度悪化も防止できる。

（２） 比例電磁式リリーフ弁４５と、比例電磁式リリーフ弁４５の上流に接続したＯＮ／ＯＦＦ弁４４とをシリンダ３０に対して並列に配設し、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２によってＯＮ／ＯＦＦ弁４４の駆動位置を切り替えるように構成した。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオンされると、比例電磁式リリーフ弁４５への圧油流入が許可されて、シリンダ３０は圧力指令によって動作する。ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２がオフされると、比例電磁式リリーフ弁４５への圧油流入が禁止されて、シリンダ３０は速度指令によって動作する。したがって、速度指令による高圧領域での把持機能を確保した上で、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定範囲を低圧領域に任意に定めた高精度な圧力制御が実現できる。これにより、最高圧力設定値の低い比例電磁式リリーフ弁を用いることで、低圧領域での圧力制御の精度が向上する反面、高圧領域での把持ができないという、従来の不都合を解決でき、柔軟軽量で過負荷により破損し易い対象物を容易な操作で適切に把持できるとともに重荷重の把持対象物も把持できる。このように、本実施の形態の把持力制御装置では、様々な対象物に応じて適切に把持できる優れた把持力制御が実現できる。

（３） メインポンプ４０からの圧油の圧力をアキュムレータ４６で蓄積するように構成した。これにより、アキュムレータ４６に蓄積された圧油によってボトム室３３の圧力が維持されるので、把持対象物の落下を防止でき把持の確実性と安全性を向上できる。

（４） アキュムレータ４６は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と比例電磁式リリーフ弁４５との間の油路８３３から分岐した油路８３５に設けるよう構成した。そして、アキュムレータ４６と油路８１との間には、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４をバイパスするようにチェック弁４８が配設された油路８３２を設けるよう構成した。したがって、アキュムレータ４６は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオンされたときのみ圧油を蓄積する。蓄積した圧油は、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４を介することなくシリンダ３０へ供給できる。これにより、シリンダ３０が速度指令で動作するときには、アキュムレータ４６へ蓄圧されないのでアキュムレータ４６への蓄圧に伴うシリンダ３０の応答遅れを防止できる。また、蓄積した圧油は、油路８３２を経由して随時シリンダ３０へ供給される。よって、把持操作の精度と把持の確実性をともに向上できる優れた把持力制御が実現できる。

（５） ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と比例電磁式リリーフ弁４５との間の油路８３３から分岐した油路８３５にチェック弁４９を設けた。したがって、操作レバー７１の把持方向の操作量が減少して、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値が下降しても、アキュムレータに蓄圧された圧油が比例電磁式リリーフ弁４５から逃げることはないため、操作レバー７１を操作し続けなくても把持装置１４の把持力が低下しない。これにより、操作レバー７１を操作し続けなくても把持装置１４の把持力を確実に維持できるので操作の容易な把持力制御が実現できる。

（６） ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２を操作レバー７１の把持部の端部に付設した。これにより、オペレータが操作レバー７１の把持部を把持したままでもＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の操作可能であるので、操作性が向上して効率のよい作業ができる。

（７） ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の状態と、操作レバー７１の操作状態とによって、シリンダ３０を速度指令で駆動するか圧力指令で駆動するかを判定するように構成した。これにより、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が操作されただけでは速度指令から圧力指令に切り替わらないので、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２が誤操作によってオンとされても、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４はオンとならないので、意図しないボトム室３３の圧力低下を防止できる。

−−−変形例−−−
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲にて種々の変形が可能である。
（１） 上述の説明では、制御回路６０からＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２と、操作レバー７１の操作量に応じて決定されたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図７に示すように、油路８１に圧力センサ９２を設け、制御回路６０からＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令は、圧力センサ９２で検出したボトム室３３に供給される圧油の圧力と、操作レバー７１の操作量とに応じて決定されるようにしてもよい。この場合、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２は不要である。具体的には、後述する接触判定およびレバー操作量しきい値判定に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令が決定される。

把持爪２１，２２が何も把持していないときであってもシリンダ３０および把持爪２１，２２を駆動するためにはある程度の圧油の圧力（以下、無負荷駆動圧と呼ぶ）が必要である。なお、操作レバー７１の操作量が多くなるとシリンダ３０のボトム室３３に供給される圧油の流量が増えるため、無負荷駆動圧は増加する。この無負荷圧力より圧力センサ９２で検出した圧油の圧力がある程度以上大きい場合、すなわち、圧力センサ９２で検出した圧油の圧力が無負荷圧力にある程度の圧力を加えた所定の圧力（以下、接触判定基準値と呼ぶ）を超えた場合には、把持爪２１，２２が対象物を把持しているものと考えてもよい。

そこで、本実施の形態では、図８に示すように、圧力センサ９２で検出した圧油の圧力が操作レバー７１の操作量に応じてあらかじめ決められた接触判定基準値１１０より小さい場合には、制御回路６０は把持爪２１，２２が対象物を把持していない接触なしの状態と判定し、圧力センサ９２で検出した圧油の圧力が接触判定基準値１１０より大きい場合には、把持爪２１，２２が対象物を把持している接触ありの状態と判定する。このように把持爪２１，２２が対象物を把持しているか否かを判断する処理を接触判定と呼ぶ。また、制御回路６０は、操作レバー７１が把持方向に一定量（操作量しきい値）を超えて操作されたか否かを判断するが、この判断処理をレバー操作量しきい値判定と呼ぶ。なお、圧力センサ９２の代わりに、把持爪２１，２２のひずみを測定するひずみゲージを用いて、把持爪２１，２２による対象物の把持を検出してもよく、把持対象物に直接接触するようなセンサなどを用いることで、対象物の接触を検出してもよい。

ＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令の決定に際しては、制御回路６０は、はじめに上述の接触判定を行う。制御回路６０では、接触判定において、接触なしと判定された場合には、速度指令であると判定して、制御回路６０からＯＮ／ＯＦＦ弁４４へオフする指令を出力する。接触判定において、接触有りと判定された場合には、レバー操作量しきい値判定が行われて、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令が決定される。

レバー操作量しきい値判定において、操作レバー７１が操作量しきい値を超えて操作されたと判断された場合には、速度指令であると判定して、制御回路６０からＯＮ／ＯＦＦ弁４４へオフする指令が出力される。レバー操作量しきい値判定において、操作レバー７１が操作量しきい値を超えて操作されていないと判断された場合には、圧力指令であると判定して、制御回路６０からＯＮ／ＯＦＦ弁４４へオンする指令が出力される。

なお、このレバー操作量しきい値判定において、操作レバー７１が操作量しきい値を超えて操作されたと判断された後は、操作レバー７１が操作量しきい値を超えないように戻されても、操作レバー７１が解放方向へ不感帯を超えて操作されるまでは速度指令であるとの判定が維持される。上述した接触判定およびレバー操作量しきい値判定は、解体作業機１００の運転中、繰り返して実行される。

図９は、把持爪２１，２２が対象物を把持したと判断された後の、シリンダ３０に供給される圧油の最大圧力値Ｐｆと、操作レバー７１の把持方向への最大操作量Ｌｍとの関係を示す図である。図９において、１１１は、最大操作量Ｌｍに対する最大圧力値Ｐｆを示す曲線であり、１１０は、上述した接触判定基準値である。操作レバー７１の把持方向への最大操作量Ｌｍが操作量しきい値を超えない場合には、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオンとされるので、最大圧力値Ｐｆは、比例電磁式リリーフ弁４５の圧力設定値（図９の１１１ａ）で規定される。操作レバー７１の把持方向への最大操作量Ｌｍが操作量しきい値を超えた場合には、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４がオフとされるので、最大圧力値Ｐｆは、メインリリーフ弁４２で規定される最高圧力Ｐｍａｘ（図９の１１１ｂ）となる。

このように、接触判定およびレバー操作量しきい値判定に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４へのオンオフ指令を決定するように構成することよって、上述した本実施の形態と同様の作用効果を奏するとともに、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の操作が不要となり、操作レバー７１の操作のみで対象物を適切に把持できるので、さらに操作が容易な把持力制御が実現できる。

（２） 上述の説明では、コントローラ７０は、いわゆる電気レバーと呼ばれる操作装置であったが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１０に示すように、パイロットポンプ５０の圧油を直接制御するパイロット弁を有するコントローラ１７０を用いることもできる。この場合、圧力センサ９１によって操作レバー１７１が把持方向に操作されたときにコントロール弁４１へ供給されるパイロット圧力を検出して、操作レバー１７１の把持方向の操作量を検出することで、上述の説明と同様の制御ができる。

（３） 上述の説明では、シリンダ３０の作動圧力が比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値に達したことを報知するための手段については言及していないが、報知するための手段を設けてオペレータに報知することもできる。たとえば、図１１に示すように、シリンダ３０の作動圧力を検出する圧力センサ９２と、表示モニタ９３とを設けて、表示モニタに９３に、比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値と、圧力センサ９２で検出したシリンダ３０の作動圧力とを表示するようにしてもよい。また、シリンダ３０の作動圧力が比例電磁式リリーフ弁４５の設定圧力値に達したことを報知する手段として、表示モニタ９３に限らず、音声によって報知したり、操作レバー７１の微少振動によって報知することもできる。

（４） 上述の説明では、比例電磁式リリーフ弁４５から解放される圧油は、コントロール弁４１を介して作動油タンク４３に戻しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１２，１３に示すように、比例電磁式リリーフ弁４５から解放された圧油が直接作動油タンク４３に戻るように、油路８３４を作動油タンク４３に直接接続してもよい。この場合、油路８３４に設けられていたチェック弁４７は不要である。また、比例電磁式リリーフ弁４５から解放された圧油が直接作動油タンク４３に流れなくてもよく、コントロール弁４１を介さずに別途低圧ラインに流れるようにしてもよい。

（５） 上述の説明では、油路８３１にＯＮ／ＯＦＦ弁４４を設け、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２の状態などによってＯＮ／ＯＦＦ弁４４のオン／オフを切り替えるように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４とＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２とを設けなくても、上述したシリンダ３０の圧力指令による駆動は可能であり、シリンダ３０のボトム室３３に供給された圧油が比例電磁式リリーフ弁４５から逃げることもない。これにより、上述した本実施の形態と同様の作用効果を奏する。なお、この場合には、油路８３２に設けたチェック弁４８は不要である。

（６） 上述の説明では、ＯＮ／ＯＦＦ弁４４と比例電磁式リリーフ弁４５との間の油路８３３から分岐した油路８３５にアキュムレータ４６を設けたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、アキュムレータ４６、チェック弁４８，４９および油路８３２，８３５を設けなくても、シリンダ３０のボトム室３３に供給された圧油が比例電磁式リリーフ弁４５から逃げることはない。これにより、上述した本実施の形態と同様の作用効果を奏する。

（７） 上述の説明では、コントローラ７０，１７０からの信号を電気的に処理して各部を制御していたが、操作装置も含めて電気的な処理をせずに油圧回路のみで構成することもできる。
（８） 上述の説明では、図６に示したステップＳ７のサブルーチンによって、シリンダ３０を速度指令で駆動するか圧力指令で駆動するかを判定したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、シリンダ３０を速度指令で駆動するか圧力指令で駆動するかの判定は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２のオンオフの状態のみを検出することで判断してもよい。
（９） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

以上の実施の形態およびその変形例において、流量制御手段はコントロール弁４１に、可変リリーフ手段は比例電磁式リリーフ弁４５に、リリーフ手段はメインリリーフ弁４２に、操作手段はコントローラ７０に、逆流防止手段はパイロットチェック弁４０１に、切替手段はＯＮ／ＯＦＦ弁４４に、切り替え信号出力手段は制御回路６０に、選択手段はＯＮ／ＯＦＦスイッチ７２，１７２にそれぞれ対応する。接触判定手段は圧力センサ９２と制御ユニット６０とによって実現される。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における機器構成に何ら限定されない。

本発明による解体作業機１００の側面図である。 解体作業機１００の把持装置１４の構造を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路を示す図である。 操作レバー７１の操作量と、比例電磁式リリーフ弁４５への指令値（圧力設定値）との関係を示す図である。 解体作業機１００に搭載された把持装置１４の開閉操作の動作を示すフローチャートである。 図５のフローチャートにおける、ステップＳ７のサブルーチンを示すフローチャートである。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 接触判定における操作レバー７１の把持方向の操作量と圧力センサ９２の検出圧力との関係を示す図である。 把持爪２１，２２が対象物を把持したと判断された後の、シリンダ３０に供給される圧油の最大圧力値Ｐｆと、操作レバー７１の把持方向への最大操作量Ｌｍとの関係を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。 解体作業機１００のシリンダ３０を駆動する油圧回路の変形例を示す図である。

符号の説明

１４ 把持装置 ３０ シリンダ
３３ 把持側油室（ボトム室） ３４ 解放側油室（ロッド室）
４０ メインポンプ ４１ コントロール弁
４２ メインリリーフ弁 ４３ 作動油タンク
４４ ＯＮ／ＯＦＦ弁 ４５ 比例電磁式リリーフ弁
４６ アキュムレータ ４７，４８、４９ チェック弁
５０ パイロットポンプ ５１ 比例電磁式減圧弁
６０ 制御回路 ７０，１７０ コントローラ
７１，１７１ 操作レバー ７２，１７２ ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
９１，９２ 圧力センサ １００ 解体作業機
１０１ フロント作業腕 ４０１ パイロットチェック弁

Claims (6)

1. 対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、
   前記把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、
   前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータに供給される圧油に関して、前記アクチュエータと並列に設けられる可変リリーフ手段と、
   前記可変リリーフ手段で設定され得るリリーフ圧力の最高圧力よりも高いリリーフ圧力に設定されるリリーフ手段と、
   操作部の操作に基づいて、前記流量制御手段によって前記アクチュエータに供給される圧油の流量と、前記可変リリーフ手段の前記リリーフ圧力とを変更する操作手段と、
   前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータに供給される圧油に関して、前記アクチュエータと直列に、かつ、前記可変リリーフ手段と並列に設けられて、前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータに供給される圧油の逆流を防止する逆流防止手段とを備えることを特徴とする把持力制御装置。
2. 請求項１に記載の把持力制御装置において、
   前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータへ供給される圧油に関して、前記アクチュエータと並列に、かつ、前記可変リリーフ手段の上流に直列に設けられ、前記可変リリーフ手段に前記圧油を供給するか否かを切り替える切替手段と、
   前記可変リリーフ手段へ前記圧油を供給するか否かの切り替えを指示する信号を前記切替手段に出力する切り替え信号出力手段とを備えることを特徴とする把持力制御装置。
3. 請求項２に記載の把持力制御装置において、
   前記可変リリーフ手段に前記圧油を供給するように前記切替手段が切り替えられた時にのみ前記可変リリーフ手段と前記切替手段との間の管路から供給される圧油によって圧力を蓄積し、前記切替手段を介することなく前記蓄積した圧力を前記アクチュエータへ供給することで、前記把持爪を閉じるように前記アクチュエータへ供給される圧油の圧力を保持するアキュムレータをさらに備えることを特徴とする把持力制御装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の把持力制御装置において、
   前記可変リリーフ手段に前記圧油を供給するか否かを選択する選択手段をさらに備え、
   前記切り替え信号出力手段は、前記可変リリーフ手段に前記圧油を供給するように前記選択手段が選択されると、前記可変リリーフ手段へ前記圧油を供給するように指示する信号を前記切替手段に出力することを特徴とする把持力制御装置。
5. 請求項２または請求項３に記載の把持力制御装置において、
   前記把持爪が前記対象物と接触したか否かを判定する接触判定手段をさらに備え、
   前記切り替え信号出力手段は、前記接触判定手段によって前記把持爪が前記対象物と接触したことが判定されると、前記可変リリーフ手段へ前記圧油を供給するように指示する信号を前記切替手段に出力することを特徴とする把持力制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の把持力制御装置と、
   前記把持装置が取り付けられる腕を有する旋回体と、
   前記旋回体を旋回可能に保持する走行体とを備えることを特徴とする解体作業機。

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