(57)【要約】【課題】作業具から作業腕へ負荷が作用する初期の段階で、当該負荷の緩和の応答性が良好な作業腕の制御装置および作業機械を提供する。【解決手段】高圧側油室の圧油を作動油タンク３２に規定時間だけ逃がすように構成した。これにより、把持装置１０１のアーム１５に対する見かけ上の取り付け剛性を下げて、作業負荷を与える作業対象物と把持装置１０１とが接触する初期の段階における追従性（応答性）を向上でき、操作性や作業性を損なわずに把持装置１０１やフロント作業腕１０、作業対象物の破損を防止できる。【選択図】図３
2010248738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機本体に対して回動可能に取り付けられた作業腕の姿勢および前記作業腕に取り付けられた作業具の姿勢を変化させる複数の姿勢変化用油圧アクチュエータの少なくとも１つを制御し、前記作業具に接触して外力を与える接触物の動きに前記作業具を追従させるか否かを切り替える追従切替手段を備える作業腕の制御装置において、
前記作業具に接触して外力を与える接触物の動きに前記作業具を追従させた際に前記姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を蓄積する蓄積手段と、
前記作業具に接触して外力を与える接触物の動きに前記作業具を追従させた際に前記姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を前記蓄積手段に導くか、前記蓄積手段に導かずに低圧ラインへ導くかを切り替える排出先切替手段と、
前記追従切替手段により前記接触物の動きに前記作業具を追従させるように切り替えられている場合には、所定の時間が経過するまで、または所定の移動量だけ、前記姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を前記蓄積手段に導かずに低圧ラインへ導くように前記排出先切替手段を制御する排出先制御手段を備えることを特徴とする作業腕の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業腕の制御装置において、
前記追従切替手段により前記接触物の動きに前記作業具を追従させるように切り替えられている場合に、所定の時間が経過するまで、または所定の移動量だけ、前記姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を前記蓄積手段に導かずに低圧ラインへ導くように前記排出先制御手段が前記排出先切替手段を制御するか否かをユーザが選択するための選択手段をさらに備えることを特徴とする作業腕の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の作業腕の制御装置と、
前記作業機本体に対して、回動可能に取り付けられた作業腕と、
前記作業腕が回動可能に取り付けられる作業機本体である旋回体と、
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作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業腕の制御装置および作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルをベースとして、様々な作業具を取り付けることで種々の作業を行うことができる作業機械が知られている。また、作業機械の作業腕の過負荷からの保護と、作業効率の低下防止を両立するように、作業具から作業腕へ作用する負荷を緩和する装置が取り付けられた作業機械が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２１４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の作業機械において、作業具から作業腕へ負荷が作用する初期の段階で、当該負荷の緩和の応答性をさらに向上させたいという要請があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明による作業腕の制御装置は、作業機本体に対して回動可能に取り付けられた作業腕の姿勢および作業腕に取り付けられた作業具の姿勢を変化させる複数の姿勢変化用油圧アクチュエータの少なくとも１つを制御し、作業具に接触して外力を与える接触物の動きに作業具を追従させるか否かを切り替える追従切替手段を備える作業腕の制御装置において、作業具に接触して外力を与える接触物の動きに作業具を追従させた際に姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を蓄積する蓄積手段と、作業具に接触して外力を与える接触物の動きに作業具を追従させた際に姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を蓄積手段に導くか、蓄積手段に導かずに低圧ラインへ導くかを切り替える排出先切替手段と、追従切替手段により接触物の動きに作業具を追従させるように切り替えられている場合には、所定の時間が経過するまで、または所定の移動量だけ、姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を蓄積手段に導かずに低圧ラインへ導くように排出先切替手段を制御する排出先制御手段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に記載の作業腕の制御装置において、追従切替手段により接触物の動きに作業具を追従させるように切り替えられている場合に、所定の時間が経過するまで、または所定の移動量だけ、姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を蓄積手段に導かずに低圧ラインへ導くように排出先制御手段が排出先切替手段を制御するか否かをユーザが選択するための選択手段をさらに備えることを特徴とする。
（３）  請求項３の発明による作業機械は、請求項１または請求項２に記載の作業腕の制御装置と、作業機本体に対して、回動可能に取り付けられた作業腕と、作業腕が回動可能に取り付けられる作業機本体である旋回体と、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。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、作業具に接触して外力を与える接触物の動きに作業具を追従させた際の初期の段階における追従性を向上でき、操作性や作業性を損なわずに作業具や作業腕、接触物の破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】作業機械１００の外観図である。
【図２】把持装置１０１の構造を示す図である。
【図３】作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路を示す図である。
【図４】作業具シリンダ１８のシリンダ変位量と高圧側油室の圧力との関係を示す図である。
【図５】把持装置１０１の追従制御処理の動作を示したフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ７０８で呼び出されるサブルーチン１のフローチャートである。
【図７】図５のステップＳ７０９で呼び出されるサブルーチン２のフローチャートである。
【図８】第２の実施の形態における作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路を示す図である。
【図９】第２の実施の形態における作業具シリンダ１８のシリンダ変位量と高圧側油室の圧力との関係を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態における把持装置１０１の追従制御処理の動作を示したフローチャートである。
【図１１】図１０のステップＳ７０８で呼び出されるサブルーチン１のフローチャートである。
【図１２】図１０のステップＳ７０９で呼び出されるサブルーチン２のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
−−−第１の実施の形態−−−
図１〜７を参照して、本発明による作業腕の制御装置、および、この制御装置を搭載した作業機械の第１の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作業機械１００においては、走行体１２に旋回体１１が旋回可能に取り付けられている。旋回体１１の前部には運転室１１ａが取り付けられている。運転室１１ａ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１１ｂが設けられている。
【０００９】
旋回体１１には多関節の腕を有するフロント作業腕１０が取り付けられている。フロント作業腕１０は、ブームシリンダ１４により上下方向に揺動自在に旋回体１１に取り付けられたブーム１３と、ブーム１３に連結されてアームシリンダ１６により上下方向に揺動自在に取り付けられたアーム１５と、アーム１５の先端部分に連結されて作業具シリンダ１８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１０１とを有する。
【００１０】
図２に把持装置１０１の構造を示す。把持装置１０１は、アーム１５の先端に取り付けられる把持装置本体１７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一対の把持爪１９と、把持爪１９を開閉駆動するシリンダ２０とを有する。
【００１１】
図３は、作業機械１００の作業具シリンダ１８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３１と、コントロール弁３０と、メインリリーフ弁３３と、作動油タンク３２と、作業負荷追従装置２００，２０１とが設けられている。また、この油圧回路には、コントロール弁３０および作業負荷追従装置２００，２０１を制御するためのコントローラ３６と、操作レバー３４とが設けられている。コントローラ３６には、運転室１１ａに設けられたオンオフスイッチ５７，５８が接続されている。
【００１２】
メインポンプ３１は作業機械１００の各アクチュエータに圧油を供給するポンプであり、図示しないエンジンにより駆動されると作動油タンク３２の作動油をコントロール弁３０を介して作業具シリンダ１８に供給する。メインポンプ３１から供給される圧油は、不図示の各コントロール弁を介してブームシリンダ１４、アームシリンダ１６、シリンダ２０などにも供給される。メインリリーフ弁３３は、この油圧回路の最高圧力を規定する。
【００１３】
作業負荷追従装置２００は、作業具シリンダ１８のロッド側油室１８ｂとコントロール弁３０とを結ぶ油路から分岐する油路４２に、作業負荷追従装置２０１は、作業具シリンダ１８のボトム側油室１８ａとコントロール弁３０とを結ぶ油路から分岐する油路４１にそれぞれ接続されている。作業負荷追従装置２００には、電磁切替弁５０，５１と、アキュムレータ５２と、リリーフ弁５３と、逆止弁付き流量制御弁（以下、単に流量制御弁と呼ぶ）５４と、圧力センサ５５とが設けられている。作業負荷追従装置２０１には、電磁切替弁６０，６１と、アキュムレータ６２と、リリーフ弁６３と、逆止弁付き流量制御弁（以下、単に流量制御弁と呼ぶ）６４と、圧力センサ６５とが設けられている。
【００１４】
作業負荷追従装置２００の電磁切替弁５０は油路４２に接続されており、油路４２の上流（油路４２ａ）と下流（油路４２ｂ）とを連通または遮断する。電磁切替弁５１は油路４２に接続されており、油路４２の上流（油路４２ａ）と下流（油路４２ｃ）とを連通または遮断する。電磁切替弁５０と電磁切替弁５１とは、油路４２に対して、それぞれ並列に設けられている。電磁切替弁５０の下流の油路４２ｂと電磁切替弁５１の下流の油路４２ｃとは、互いに並列である。油路４２ｂおよび油路４２ｃの下流側はそれぞれ作動油タンク３２に接続されている。なお、図３では、油路４２ｂおよび油路４２ｃの下流側が互いに接続されて１本の油路として作動油タンク３２に接続されているが、油路４２ｂおよび油路４２ｃの下流側が互いに独立した油路として作動油タンク３２に接続されていてもよい。
【００１５】
アキュムレータ５２は、油路４２ｂに接続されており、後述するように、ロッド側油室１８ｂの圧油を蓄積する。リリーフ弁５３は、アキュムレータ５２の保護のために油路４２ｂ上でアキュムレータ５２と作動油タンク３２との間に設けられており、アキュムレータ５２に掛かる圧力が規定の圧力を上回ると、圧油を作動油タンク３２へリリーフする。リリーフ弁５３のリリーフ圧は適宜変更可能である。流量制御弁５４は油路４２ｃに設けられており、電磁切替弁５１が開状態であるときにロッド側油室１８ｂの圧力が作動油タンク３２の圧力を上回るとロッド側油室１８ｂの圧油を所定の流量以下の流量で作動油タンク３２に流入させ、作動油タンク３２の圧力がロッド側油室１８ｂの圧力を上回ると作動油タンク３２の圧油を逆止弁を介してロッド側油室１８ｂに流入させる。流量制御弁５４の絞り流量は適宜変更可能である。圧力センサ５５は油路４２ａに設けられており、油路４２ａの圧力を検出する。
【００１６】
作業負荷追従装置２０１については、作業負荷追従装置２００と同様の構成であり、同様の動作をする。すなわち、作業負荷追従装置２０１の電磁切替弁６０は油路４１に接続されており、油路４１の上流（油路４１ａ）と下流（油路４１ｂ）とを連通または遮断する。電磁切替弁６１は油路４１に接続されており、油路４１の上流（油路４１ａ）と下流（油路４１ｃ）とを連通または遮断する。電磁切替弁６０と電磁切替弁６１とは、油路４１に対して、それぞれ並列に設けられている。電磁切替弁６０の下流の油路４１ｂと電磁切替弁６１の下流の油路４１ｃとは、互いに並列である。油路４１ｂおよび油路４１ｃの下流側はそれぞれ作動油タンク３２に接続されている。
【００１７】
アキュムレータ６２は、油路４１ｂに接続されており、後述するように、ボトム側油室１８ａの圧油を蓄積する。リリーフ弁６３は、アキュムレータ６２の保護のために油路４１ｂ上でアキュムレータ６２と作動油タンク３２との間に設けられており、アキュムレータ６２に掛かる圧力が規定の圧力を上回ると、圧油を作動油タンク３２へリリーフする。リリーフ弁６３のリリーフ圧は適宜変更可能である。流量制御弁６４は油路４１ｃに設けられており、電磁切替弁６１が開状態であるときにボトム側油室１８ａの圧力が作動油タンク３２の圧力を上回るとボトム側油室１８ａの圧油を所定の流量以下の流量で作動油タンク３２に流入させ、作動油タンク３２の圧力がボトム側油室１８ａの圧力を上回ると作動油タンク３２の圧油を逆止弁を介してボトム側油室１８ａに流入させる。流量制御弁６４の絞り流量は適宜変更可能である。圧力センサ６５は油路４１ａに設けられており、油路４１ａの圧力を検出する。
【００１８】
すなわち、作業負荷追従装置２０１の電磁切替弁６０は作業負荷追従装置２００の電磁切替弁５０に、電磁切替弁６１は電磁切替弁５１にそれぞれ対応する。アキュムレータ６２はアキュムレータ５２に、リリーフ弁６３はリリーフ弁５３に、流量制御弁６４は流量制御弁５４に、圧力センサ６５は圧力センサ５５にそれぞれ対応する。
【００１９】
コントローラ３６は、オンオフスイッチ５７，５８のオンオフ状態や、圧力センサ５５，６５で検出した油路４２ａ，４１ａの圧力（すなわちロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力）に応じて、後述するように電磁切替弁５０，５１，６０，６１の作動位置を切り替える。なお、オンオフスイッチ５７は、後述するように、把持爪１９に接触して外力を与える作業対象物の動きに把持装置１０１を追従させるか否かをユーザが選択して切り替えるためのスイッチである。オンオフスイッチ５８は、後述するように、把持爪１９に接触して外力を与える作業対象物の動きに把持装置１０１を追従させる際に、追従開始後における所定時間が経過するまでの初期段階で、把持爪１９に与えられる外力に抗しないように作業対象物の動きに把持装置１０１を追従させるか否かをユーザが選択して切り替えるためのスイッチである。
【００２０】
このように構成される作業機械１００では、各操作レバーが操作されると各油圧シリンダに対応する各コントロール弁のスプールが駆動され、各操作レバーの操作量に応じた速度で各油圧シリンダが駆動される。たとえば、作業具シリンダ１８は、操作レバー３４が操作されると、不図示のパイロットポンプからのパイロット圧油が操作レバー３４の操作量に応じた圧力でコントロール弁３０のスプールを駆動させる。その結果、作業具シリンダ１８が操作レバー３４の操作量に応じた速度で駆動される。作業具シリンダ１８のボトム側油室１８ａに圧油が供給されると、把持装置１０１はアーム１５に対して下方向に揺動駆動され、ロッド側油室１８ｂに圧油が供給されると、把持装置１０１はアーム１５に対して上方向に揺動駆動される。
【００２１】
ブームシリンダ１４の図示しないボトム側油室に圧油が供給されると、ブーム１３は旋回体１１に対して上方向に揺動駆動され、図示しないロッド側油室に圧油が供給されると、ブーム１３は旋回体１１に対して下方向に揺動駆動される。アームシリンダ１６の図示しないボトム側油室に圧油が供給されると、アーム１５はブーム１３に対して下方向に揺動駆動され、図示しないロッド側油室に圧油が供給されると、アーム１５はブーム１３に対して上方向に揺動駆動される。シリンダ２０の図示しないボトム側油室に圧油が供給されると、一対の把持爪１９は把持方向に駆動され、図示しないロッド側油室に圧油が供給されると、一対の把持爪１９は開放方向に駆動される。
【００２２】
−−−作業負荷追従装置２００，２０１および作業具シリンダ１８の動作について−−−
（Ａ）  オンオフスイッチ５７がオフされている場合
この場合には、コントローラ３６は、圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力にかかわらず、電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁する。その結果、電磁切替弁５０，５１，６０，６１のバネの力でスプールが駆動され、電磁切替弁５０，６０は油路４２ａ，４１ａと油路４２ｂ，４１ｂとを遮断し、電磁切替弁５１，６１は油路４２ａ，４１ａと油路４２ｃ，４１ｃとを遮断する。
【００２３】
その結果、作業具シリンダ１８のボトム側油室１８ａおよびロッド側油室１８ｂの圧油は電磁切替弁５０，５１，６０，６１の下流には流入しない。したがって、作業具シリンダ１８の挙動は作業負荷追従装置２００，２０１の影響を受けない。これにより、把持装置１０１は上述したように、操作レバー３４の操作に従い、ボトム側油室１８ａに圧油が供給されると、アーム１５に対して下方向に揺動駆動され、ロッド側油室１８ｂに圧油が供給されると、アーム１５に対して上方向に揺動駆動される。
【００２４】
操作レバー３４が操作された状態のまま、把持爪１９が作業対象物と接触して把持装置１０１のアーム１５に対する揺動が停止された状態となると、作業具シリンダ１８に供給される圧油の圧力はメインリリーフ弁３３で規定される圧力まで上昇する。操作レバー３４が操作されない状態で、たとえばブーム１３やアーム１５が揺動されるなどして把持爪１９が作業対象物と接触すると、作業具シリンダ１８のいずれかの油室１８ａ，１８ｂの圧力は作業負荷に応じて上昇する。操作レバー３４が操作されない状態では、作業具シリンダ１８の油室１８ａ，１８ｂの圧油の外部への流出がコントロール弁３０および電磁切替弁５０，５１，６０，６１で遮られるため、把持装置１０１がアーム１５に対して揺動することはない。
【００２５】
このように、電磁切替弁５０，５１，６０，６１で電磁切替弁５０，５１，６０，６１の上流側から下流側へ向かう圧油の流れを遮断することで作業負荷追従装置２００，２０１が作業具シリンダ１８の動作に影響しなくなるので、作業負荷を与える作業対象物の動きに把持装置１０１を追従させない場合には、オンオフスイッチ５７をオフとすればよい。なお、オンオフスイッチ５７がオフとされていれば、オンオフスイッチ５８のオンオフ状態にかかわらず、コントローラ３６は、上述したように電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁する。
【００２６】
（Ｂ）  オンオフスイッチ５７がオンされ、オンオフスイッチ５８がオフされている場合
この場合、コントローラ３６は、圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力や、作業具シリンダ１８の駆動操作の有無によって、電磁切替弁５０，５１，６０，６１を次の（Ｂ−１）または（Ｂ−２）で記載するように制御する。
【００２７】
（Ｂ−１）  圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力が、いずれもあらかじめ定められた閾値を超えていない場合、または、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われている場合には、コントローラ３６は、電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁する。その結果、上述した（Ａ）の場合と同様に、電磁切替弁５０，５１，６０，６１が電磁切替弁５０，５１，６０，６１の上流側と下流側との間の圧油の流れを遮断するので、作業負荷追従装置２００，２０１が作業具シリンダ１８の動作に影響しなくなる。なお、コントローラ３６は、作業具シリンダ１８の駆動操作の有無を、作業具シリンダ１８を駆動操作するための操作レバー３４の操作量に基づいて判断している。
【００２８】
このように、圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力が、いずれもあらかじめ定められた閾値を超えていない場合には、電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁している。その理由は、把持装置１０１に作用する負荷が低く、アキュムレータ５２，６２を後述するように作業負荷に対するバネ要素として作用させる必要がない時に、たとえば自重の影響などによってアーム１５に対する把持装置１０１の回動位置が変化してしまうのを防ぐためである。また、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われている場合には、電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁している。その理由は、アーム１５に対する把持装置１０１の回動位置をオペレータが積極的に変更する操作を行っている場合に、アキュムレータ５２，６２が後述するように作業負荷に対するバネ要素として作用してしまうことで、オペレータの操作意図に反して、把持装置１０１がアーム１５に対する回動位置が変化してしまうのを防ぐためである。
【００２９】
（Ｂ−２）  圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力の少なくともいずれか一方があらかじめ定められた閾値を超え、かつ、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われていない場合には、コントローラ３６は、ロッド側油室１８ｂとボトム側油室１８ａとで、圧力が高い方の油室（以下、高圧側油室とも呼ぶ）の圧油をアキュムレータに導いて蓄積（蓄圧）するように、圧力が低い方の油室（以下、低圧側油室とも呼ぶ）を作動油タンク３２と連通するように各電磁切替弁を制御する。
【００３０】
ここで、圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力の少なくともいずれか一方があらかじめ定められた閾値を超え、かつ、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われていない場合とは、たとえば、次の（ａ），（ｂ）の条件の双方を満たすような場合が該当する。
（ａ）  作業具シリンダ１８は駆動されずに、作業具シリンダ１８以外のアクチュエータ（たとえばアームシリンダ１６）が駆動されることで、把持爪１９が作業対象物へ接触する。
（ｂ）  上記（ａ）によって作業対象物から受ける反力により作業具シリンダ１８のシリンダロッドに伸長または縮退する力が作用して、ロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力の少なくともいずれか一方があらかじめ定められた閾値を超える。
【００３１】
このような場合には、アキュムレータ５２またはアキュムレータ６２を作業対象物から受ける反力（作業負荷）に対するバネ要素として作用させて、作業負荷の急激な上昇を防止する。たとえば、圧力センサ５５で検出した圧力が圧力センサ６５で検出した圧力よりも高い場合には、すなわち、作業負荷により作業具シリンダ１８のシリンダロッドに対して伸長させる力がある程度以上の強さで作用した場合には、コントローラ３６は、電磁切替弁５０，６１のソレノイドを励磁し、電磁切替弁５１，６０のソレノイドを消磁する。
【００３２】
その結果、ロッド側油室１８ｂの圧油は、電磁切替弁５０を介してアキュムレータ５２に流れ込むことができ、作業具シリンダ１８のシリンダロッドは伸長可能となる。また、電磁切替弁６１および流量制御弁６４に付設された逆止弁を介してボトム側油室１８ａが作動油タンク３２と連通するので、作業具シリンダ１８のシリンダロッドの伸長に伴い、作動油タンク３２内の作動油がボトム側油室１８ａに流入可能となる。なお、作動油タンク３２内の作動油が流量制御弁６４に付設された逆止弁を介してボトム側油室１８ａに流入可能であるので、流量制御弁６４の絞りがボトム側油室１８ａに流入する作動油を規制せず、シリンダロッドの伸長の応答性が損なわれない。
【００３３】
圧力センサ６５で検出した圧力が圧力センサ５５で検出した圧力よりも高い場合には、すなわち、作業負荷により作業具シリンダ１８のシリンダロッドに対して縮退させる力がある程度以上の強さで作用した場合には、コントローラ３６は、電磁切替弁５１，６０のソレノイドを励磁し、電磁切替弁５０，６１のソレノイドを消磁する。
【００３４】
その結果、ボトム側油室１８ａの圧油は、電磁切替弁６０を介してアキュムレータ６２に流れ込むことができ、作業具シリンダ１８のシリンダロッドは縮退可能となる。また、電磁切替弁５１および流量制御弁５４に付設された逆止弁を介してロッド側油室１８ｂが作動油タンク３２と連通するので、作業具シリンダ１８のシリンダロッドの縮退に伴い、作動油タンク３２内の作動油がロッド側油室１８ｂに流入可能となる。なお、作動油タンク３２内の作動油が流量制御弁５４に付設された逆止弁を介してロッド側油室１８ｂに流入可能であるので、流量制御弁５４の絞りがロッド側油室１８ｂに流入する作動油を規制せず、シリンダロッドの縮退の応答性が損なわれない。
【００３５】
このように、アキュムレータ５２またはアキュムレータ６２が作業負荷に対するバネ要素として作用するので、作業負荷の急激な上昇を防止できる。
【００３６】
操作レバー３４が操作されない状態で、たとえばアーム１５が揺動されるなどして把持爪１９が作業対象物と接触すると、作業具シリンダ１８のいずれかの油室１８ａ，１８ｂの圧力は作業負荷に応じて上昇する。作業具シリンダ１８を駆動操作するための操作レバー３４が操作されない状態では、高圧側油室の圧油がコントロール弁３０を介して外部に流出することはない。しかし、少なくともいずれか一方の油室１８ａ，１８ｂの圧力があらかじめ定められた閾値を超えると、上述したように高圧側油室の圧油は電磁切替弁６０または電磁切替弁５０を介してアキュムレータ６２またはアキュムレータ５２へ流入する。
【００３７】
その結果、高圧側油室の圧油が作業負荷に応じてアキュムレータ６２またはアキュムレータ５２で吸収・蓄積されるので、アキュムレータ６２またはアキュムレータ５２による圧油の蓄積量に応じて作業具シリンダ１８が伸縮して把持装置１０１が揺動する。作業負荷が低減すると、アキュムレータ６２またはアキュムレータ５２で蓄積されていた圧油が高圧側油室に戻るので、作業具シリンダ１８が伸縮する。したがって、把持装置１０１は作業負荷の大小に応じて揺動する。すなわち、高圧側油室の圧油を作業負荷に応じてアキュムレータ６２またはアキュムレータ５２で吸収・蓄積し、および放出することによって、把持装置１０１が揺動するので、把持爪１９に接触して外力を与える作業対象物の動きに把持装置１０１が追従する。
【００３８】
作業負荷の作用時の油路４１ｂの圧力がリリーフ弁６３の設定圧力以下であれば（作業負荷の作用時の油路４２ｂの圧力がリリーフ弁５３の設定圧力以下であれば）、高圧側油室の圧油はリリーフ弁６３，５３を介して作動油タンク３２に戻っていない。この場合、作業負荷が作用しなくなってアキュムレータ６２またはアキュムレータ５２に蓄積されていた圧油が高圧側油室に戻ると、作業具シリンダ１８のシリンダロッドは作業負荷の作用前の伸縮位置に復帰する。
【００３９】
作業負荷の作用時の油路４１ｂの圧力がリリーフ弁６３の設定圧力を超えていれば（作業負荷の作用時の油路４２ｂの圧力がリリーフ弁５３の設定圧力を超えていれば）、高圧側油室の圧油はリリーフ弁６３，５３を介して作動油タンク３２に戻る。この場合、作業負荷が作用しなくなってアキュムレータ６２またはアキュムレータ５２に蓄積されていた圧油が高圧側油室に戻ると、作業具シリンダ１８のシリンダロッドは作業負荷の作用前の伸縮位置に近づくように復帰するが、作動油タンク３２に戻った圧油の分だけ復帰量が減少する。
【００４０】
なお、作業負荷が作用しなくなってアキュムレータ６２またはアキュムレータ５２に蓄積されていた圧油が高圧側油室に戻る際には、低圧側油室の作動油が電磁切替弁５１および流量制御弁５４を介して、または電磁切替弁６１および流量制御弁６４を介して作動油タンク３２に戻る。このとき、流量制御弁５４または流量制御弁６４によって作動油の流量が規制されるので、作業負荷が突然作用しなくなっても作業具シリンダ１８のシリンダロッドが急激に伸長また縮退することが防止される。
【００４１】
このように、作業負荷を与える作業対象物の動きに把持装置１０１を追従させる場合には、オンオフスイッチ５７をオンとすればよい。
【００４２】
（Ｃ）  オンオフスイッチ５７，５８がいずれもオンされている場合
この場合、コントローラ３６は、圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力や、作業具シリンダ１８の駆動操作の有無によって、電磁切替弁５０，５１，６０，６１を次の（Ｃ−１）または（Ｃ−２）で記載するように制御する。
【００４３】
（Ｃ−１）  圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力が、いずれもあらかじめ定められた閾値を超えていない場合、または、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われている場合には、上述した（Ａ），（Ｂ−１）の場合と同様に、コントローラ３６は、電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁する。その結果、上述した（Ａ），（Ｂ−１）の場合と同様に、電磁切替弁５０，５１，６０，６１が電磁切替弁５０，５１，６０，６１の上流側と下流側との間の圧油の流れを遮断するので、作業負荷追従装置２００，２０１が作業具シリンダ１８の動作に影響しなくなる。
【００４４】
（Ｃ−２）  圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力の少なくともいずれか一方があらかじめ定められた閾値を超え、かつ、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われていない場合には、上述した（Ｂ−２）の場合と同様に、コントローラ３６は、高圧側油室の圧油をアキュムレータに導くように、低圧側油室を作動油タンク３２と連通するように各電磁切替弁を制御する。さらにコントローラ３６は、圧力センサ５５，６５で検出した各油室１８ｂ，１８ａの圧力の少なくともいずれか一方があらかじめ定められた閾値を超えたと判断した時点からあらかじめ定められた一定時間（規定時間）だけ、高圧側油室と接続されている電磁切替弁５１または電磁切替弁６１のソレノイドを励磁して、流量制御弁５４または流量制御弁６４の絞りを介して高圧側油室の圧油を作動油タンク３２に上記規定時間だけ逃がす。そして、上記規定時間の経過後には、コントローラ３６は励磁していた電磁切替弁５１または電磁切替弁６１のソレノイドを消磁する。
【００４５】
このように、上記規定時間だけ高圧側油室の圧油をアキュムレータよりも圧力が低い低圧ラインへ（たとえば上記のように作動油タンク３２へ）逃がすことで、この間はアキュムレータ５２，６２には高圧側油室の圧油がほとんど蓄積されないこととなる。そのため、この間は、アキュムレータ５２，６２に圧油が蓄積されることによる把持装置１０１の作業対象物への反発力がほとんど生じることなく、作業対象物の動きに把持装置１０１が外力に抗しないように追従することとなる。なお、高圧側油室の圧油が作動油タンク３２に逃げる際に流量制御弁５４または流量制御弁６４の絞りを通過することによる流路抵抗の分だけは把持装置１０１の作業対象物への反発力が生じる。また、このように流量制御弁５４または流量制御弁６４の絞りを通過させることで、高圧側油室の圧油が作動油タンク３２に逃げる際に高圧側油室の圧力が低下しすぎて圧力センサ５５，６５で検出した圧力が上記閾値を下回ってしまうことを防止している。
【００４６】
上記規定時間が経過して、励磁していた電磁切替弁５１または電磁切替弁６１のソレノイドが消磁された後は、作業負荷追従装置２００，２０１が、上述した（Ｂ−２）の場合と同様の状態となるので、アキュムレータ５２またはアキュムレータ６２が作業負荷に対するバネ要素として作用して、作業負荷の急激な上昇を防止する。
【００４７】
図４は、上述した（Ｂ−２），（Ｃ−２）の場合における、作業具シリンダ１８のシリンダ変位量と高圧側油室の圧力との関係を示す図である。上述した（Ｂ−２）の場合には、シリンダ変位量が増えるにつれて、高圧側油室の圧力が増加する。上述した（Ｃ−２）の場合には、上記規定時間の間はシリンダ変位量が増加しても高圧側油室の圧力はほとんど変化しない。そして、上記規定時間経過後には、上述した（Ｂ−２）の場合と同様に、シリンダ変位量が増えるにつれて、高圧側油室の圧力が増加する。したがって、上述した（Ｃ−２）の場合には、上記規定時間の間のシリンダ変位量の分だけシリンダ変位量がオフセットされることになる。このように、上述した（Ｃ−２）の場合には、電磁切替弁５１または電磁切替弁６１から圧油を逃がすことで、把持装置１０１のアーム１５に対する見かけ上の取り付け剛性を下げて、把持装置１０１の追従特性を変化させることができる。
【００４８】
なお、作業負荷が作用しなくなってアキュムレータ６２またはアキュムレータ５２に蓄積されていた圧油が高圧側油室に戻ると、作業具シリンダ１８のシリンダロッドは作業負荷の作用前の伸縮位置に近づくように復帰するが、上述した（Ｃ−２）の場合には、電磁切替弁５１または電磁切替弁６１から作動油タンク３２に戻った圧油の分だけ復帰量が減少する。
【００４９】
−−−フローチャート−−−
図５は、本実施の形態における把持装置１０１の追従制御処理の動作を示したフローチャートである。作業機械１００の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図５に示す処理を行うプログラムが起動され、コントローラ３６で所定時間（たとえば５ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。ステップＳ７０１において、圧力センサ５５，６５から出力される圧力の情報を取得してステップＳ７０２へ進む。ステップＳ７０２において、スイッチ５７がオンされているか否かを判断する。ステップＳ７０２が肯定判断されるとステップＳ７２１へ進み、把持装置回動シリンダの操作、すなわち、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われていないかどうかを判断する。
【００５０】
ステップＳ７２１において作業具シリンダ１８の駆動操作が行われていないと判断されると、ステップＳ７０３へ進み、ステップＳ７０１で取得した圧力センサ５５，６５の圧力値の情報から、ロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力の少なくともいずれか一方があらかじめ定められた閾値を超えたか否かを判断する。ステップＳ７０３が肯定判断されるとステップＳ７０４へ進み、ステップＳ７０１で取得した圧力センサ５５，６５の圧力値の情報から、ロッド側油室１８ｂの圧力の方がボトム側油室１８ａの圧力よりも高いか否か、すなわち、油路４２ａの圧力の方が油路４１ａの圧力よりも高いか否かを判断する。
【００５１】
ステップＳ７０４が肯定判断されるとステップＳ７０５へ進み、電磁切替弁５０と電磁切替弁６１とに開指令を出力して、すなわち、電磁切替弁５０と電磁切替弁６１のソレノイドを励磁してステップＳ７０８へ進む。ステップＳ７０８において、後述するサブルーチン１を呼び出して本プログラムを終了する。
【００５２】
ステップＳ７０４が否定判断されるとステップＳ７０６へ進み、電磁切替弁５１と電磁切替弁６０とに開指令を出力して、すなわち、電磁切替弁５１と電磁切替弁６０のソレノイドを励磁してステップＳ７０９へ進む。ステップＳ７０９において、後述するサブルーチン２を呼び出して本プログラムを終了する。
【００５３】
ステップＳ７０２が否定判断されるか、ステップＳ７２１において作業具シリンダ１８の駆動操作が行われていると判断されるか、ステップＳ７０３が否定判断されるとステップＳ７０７へ進み、各電磁切替弁５０，５１，６０，６１に閉指令を出力して、すなわち、各電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁してステップＳ７１０へ進む。ステップＳ７１０において、後述するサブルーチン１およびサブルーチン２における電磁弁の開時間をリセットして本プログラムを終了する。
【００５４】
図６は、図５のステップＳ７０８で呼び出されるサブルーチン１のフローチャートである。ステップＳ７１１において、スイッチ５８がオンされているか否かを判断する。ステップＳ７１１が肯定判断されるとステップＳ７１２へ進み、電磁切替弁５０を開いた時点からの経過時間（開時間）を算出してステップＳ７１３へ進む。ステップＳ７１３において、ステップＳ７１２で算出した開時間が上述した規定時間を超えていないか否かを判断する。ステップＳ７１３において、ステップＳ７１２で算出した開時間が上述した規定時間を超えていないと判断されるとステップＳ７１４へ進み、電磁切替弁５１に開指令を出力して本サブルーチンを終了し、図５のメインルーチンへ戻る。
【００５５】
ステップＳ７１３において、ステップＳ７１２で算出した開時間が上述した規定時間を超えていると判断されるとステップＳ７１５へ進み、電磁切替弁５１に閉指令を出力して本サブルーチンを終了し、図５のメインルーチンへ戻る。ステップＳ７１１が否定判断されると本サブルーチンを終了し、図５のメインルーチンへ戻る。
【００５６】
図７は、図５のステップＳ７０９で呼び出されるサブルーチン２のフローチャートである。ステップＳ７１６において、スイッチ５８がオンされているか否かを判断する。ステップＳ７１６が肯定判断されるとステップＳ７１７へ進み、電磁切替弁６０を開いた時点からの経過時間（開時間）を算出してステップＳ７１８へ進む。ステップＳ７１８において、ステップＳ７１７で算出した開時間が上述した規定時間を超えていないか否かを判断する。ステップＳ７１８において、ステップＳ７１７で算出した開時間が上述した規定時間を超えていないと判断されるとステップＳ７１９へ進み、電磁切替弁６１に開指令を出力して本サブルーチンを終了し、図５のメインルーチンへ戻る。
【００５７】
ステップＳ７１８において、ステップＳ７１７で算出した開時間が上述した規定時間を超えていると判断されるとステップＳ７２０へ進み、電磁切替弁６１に閉指令を出力して本サブルーチンを終了し、図５のメインルーチンへ戻る。ステップＳ７６１が否定判断されると本サブルーチンを終了し、図５のメインルーチンへ戻る。
【００５８】
上述した第１の実施の形態の作業機械１００では次の作用効果を奏する。
（１）  作業負荷を与える作業対象物の動きに把持装置１０１が追従するように作業負荷追従装置２００，２０１を設けるとともに、オンオフスイッチ５７のオンオフによって作業負荷を与える作業対象物の動きに把持装置１０１を追従させるか否かを選択できるように構成した。これにより、把持装置１０１への過負荷による破損を防止できるとともに、作業力の応答遅れを防止でき、操作性が悪化しないので、作業効率の低下を防止できる。また、作業負荷を与える作業対象物の動きに把持装置１０１を追従させることができるので、把持装置１０１を壁面や床面等に対して倣い動作をさせることも可能となり利便性が高い。たとえば、作業具として把持装置１０１に代えてバケットを取り付けた場合、地ならしなどの倣い動作が容易となる。また、高圧側油室の圧油を作動油タンク３２に規定時間だけ逃がすように構成した。これにより、把持装置１０１のアーム１５に対する見かけ上の取り付け剛性を下げて、作業負荷を与える作業対象物と把持装置１０１とが接触する初期の段階における追従性（応答性）を向上でき、操作性や作業性を損なわずに把持装置１０１やフロント作業腕１０、作業対象物の破損を防止できる。
【００５９】
（２）  オンオフスイッチ５８のオンオフによって、高圧側油室の圧油を作動油タンク３２に規定時間だけ逃がすか否かをオペレータが選択できるように構成した。これにより、作業状況に応じて把持装置１０１のアーム１５に対する見かけ上の取り付け剛性を切り替えることができ、操作性や作業性が良好となる。
【００６０】
（３）  作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路に作業負荷追従装置２００，２０１を接続することで、作業負荷を与える作業対象物の動きに把持装置１０１が追従するように構成した。アームへの過負荷による破損を防止するために、作業具からアームへ作用する負荷を緩和するスプリング装置が取り付けられた従来の作業具では可搬重量が増加するとともに操作性も悪化するので結果として作業効率が低下してしまうが、本発明による作業機械ではそのような悪影響がない。また、簡単な構成で把持爪１９に作用する作業負荷による把持装置１０１やフロント作業腕１０の破損を防止できるので、コスト増を低減できる。なお、既存の作業機械に対しては、油圧シリンダへの油路の途中に作業負荷追従装置２００，２０１を接続することで、既存の作業機械に対して、作業負荷を与える作業対象物の動きに追従する機能を低コストで付加できる。
【００６１】
−−−第２の実施の形態−−−
図８〜１２を参照して、本発明による作業腕の制御装置、および、この制御装置を搭載した作業機械の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。第１の実施の形態では、高圧側油室の圧油の作動油タンク３２へのリリーフを規定時間だけ実施したのに対して、本実施の形態では、主に、高圧側油室の圧油の作動油タンク３２へのリリーフを作業具シリンダ１８の所定のストローク分だけ実施する点で、第１の実施の形態と異なる。
【００６２】
図８は、第２の実施の形態の作業機械１００の作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路を示す図である。この第２の実施の形態の油圧回路では、図３に示した油圧回路と比べて、作業具シリンダ１８のシリンダストロークを検出するストロークセンサ５６が設けられている点が異なり、他は図３に示した油圧回路と同様である。なお、図８では、作業負荷追従装置２０１の記載を省略している。
【００６３】
−−−作業負荷追従装置２００，２０１および作業具シリンダ１８の動作について−−−
（Ａ）  オンオフスイッチ５７がオフされている場合
この場合には、コントローラ３６は、圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力にかかわらず、電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁する。したがって、作業負荷追従装置２００，２０１および作業具シリンダ１８の動作は、第１の実施の形態で説明した（Ａ）の場合と同様である。
【００６４】
（Ｂ）  オンオフスイッチ５７がオンされ、オンオフスイッチ５８がオフされている場合
この場合、コントローラ３６は、圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力や、作業具シリンダ１８の駆動操作の有無によって、電磁切替弁５０，５１，６０，６１を次の（Ｂ−１）または（Ｂ−２）で記載するように制御する。
【００６５】
（Ｂ−１）  圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力が、いずれもあらかじめ定められた閾値を超えていない場合、または、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われている場合には、コントローラ３６は、電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁する。したがって、作業負荷追従装置２００，２０１および作業具シリンダ１８の動作は、第１の実施の形態で説明した（Ａ）の場合および第１の実施の形態で説明した（Ｂ−１）の場合と同様である。
【００６６】
（Ｂ−２）  圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力の少なくともいずれか一方があらかじめ定められた閾値を超え、かつ、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われていない場合には、コントローラ３６は、高圧側油室との圧油をアキュムレータに導くように、低圧側油室を作動油タンク３２と連通するように各電磁切替弁を制御する。したがって、作業負荷追従装置２００，２０１および作業具シリンダ１８の動作は、第１の実施の形態で説明した（Ｂ−２）の場合と同様である。
【００６７】
（Ｃ）  オンオフスイッチ５７，５８がいずれもオンされている場合
この場合、コントローラ３６は、圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力や、作業具シリンダ１８の駆動操作の有無によって、電磁切替弁５０，５１，６０，６１を次の（Ｃ−１）または（Ｃ−２）で記載するように制御する。
【００６８】
（Ｃ−１）  圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力が、いずれもあらかじめ定められた閾値を超えていない場合、または、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われている場合には、第２の実施の形態における上記（Ａ），（Ｂ−１）の場合と同様に、コントローラ３６は、電磁切替弁５０，５１，６０，６１のソレノイドを消磁する。したがって、作業負荷追従装置２００，２０１および作業具シリンダ１８の動作は、第２の実施の形態における（Ａ），（Ｂ−１）の場合と同様である。すなわち、作業負荷追従装置２００，２０１および作業具シリンダ１８の動作は、第１の実施の形態で説明した（Ａ），（Ｂ−１）の場合と同様である。
【００６９】
（Ｃ−２）  圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力の少なくともいずれか一方があらかじめ定められた閾値を超え、かつ、作業具シリンダ１８の駆動操作が行われていない場合には、第２の実施の形態における上記（Ｂ−２）の場合と同様に、コントローラ３６は、高圧側油室の圧油をアキュムレータに導くように、低圧側油室を作動油タンク３２と連通するように各電磁切替弁を制御する。さらにコントローラ３６は、圧力センサ５５，６５で検出した各油室１８ｂ，１８ａの圧力の少なくともいずれか一方があらかじめ定められた閾値を超えたと判断した時点からの作業具シリンダ１８のシリンダストローク（変位量）があらかじめ定められた一定の変位量（規定値）に達するまで、高圧側油室と接続されている電磁切替弁５１または電磁切替弁６１のソレノイドを励磁して、流量制御弁５４または流量制御弁６４の絞りを介して高圧側油室の圧油を作動油タンク３２に逃がす。そして、作業具シリンダ１８の変位量が上記規定値に達した後には、コントローラ３６は励磁していた電磁切替弁５１または電磁切替弁６１のソレノイドを消磁する。
【００７０】
図９は、第２の実施の形態の上記（Ｂ−２），（Ｃ−２）の場合における、作業具シリンダ１８のシリンダ変位量と高圧側油室の圧力との関係を示す図である。上記（Ｂ−２）の場合には、シリンダ変位量が増えるにつれて、高圧側油室の圧力が増加する。上記（Ｃ−２）の場合には、作業具シリンダ１８の変位量が上記規定値に達するまではシリンダ変位量が増加しても高圧側油室の圧力はほとんど変化しない。そして、作業具シリンダ１８の変位量が上記規定値に達した後には、上記（Ｂ−２）の場合と同様に、シリンダ変位量が増えるにつれて、高圧側油室の圧力が増加する。したがって、上記（Ｃ−２）の場合には、上記規定値の分だけシリンダ変位量がオフセットされることになる。このように、上記（Ｃ−２）の場合には、電磁切替弁５１または電磁切替弁６１から圧油を逃がすことで、把持装置１０１のアーム１５に対する見かけ上の取り付け剛性を下げて、把持装置１０１の追従特性を変化させることができる。
【００７１】
なお、作業負荷が作用しなくなってアキュムレータ６２またはアキュムレータ５２に蓄積されていた圧油が高圧側油室に戻ると、作業具シリンダ１８のシリンダロッドは作業負荷の作用前の伸縮位置に近づくように復帰するが、上記（Ｃ−２）の場合には、電磁切替弁５１または電磁切替弁６１から作動油タンク３２に戻った圧油の分だけ、すなわち、上記規定値の分だけ復帰量が減少する。
【００７２】
−−−フローチャート−−−
図１０は、第２の実施の形態における把持装置１０１の追従制御処理の動作を示したフローチャートである。作業機械１００の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図１０に示す処理を行うプログラムが起動され、コントローラ３６で所定時間（たとえば５ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。ステップＳ７０１からステップＳ７０９、およびステップＳ７２１は、第１の実施の形態における図５に示したフローチャートと同様であるので説明を省略する。ステップＳ７０７が実行されるとステップＳ８１０へ進む。ステップＳ８１０において、後述するサブルーチン１およびサブルーチン２における作業具シリンダ１８の変位量の算出値をリセットして本プログラムを終了する。
【００７３】
図１１は、図１０のステップＳ７０８で呼び出されるサブルーチン１のフローチャートである。ステップＳ８１１において、スイッチ５８がオンされているか否かを判断する。ステップＳ８１１が肯定判断されるとステップＳ８１２へ進み、ストロークセンサ５６からの出力に基づいて、電磁切替弁５０を開いた時点からの作業具シリンダ１８の変位量を算出してステップＳ８１３へ進む。ステップＳ８１３において、ステップＳ８１２で算出した作業具シリンダ１８の変位量が上述した規定値を超えていないか否かを判断する。ステップＳ８１３において、ステップＳ８１２で算出した作業具シリンダ１８の変位量が上述した規定値を超えていないと判断されるとステップＳ８１４へ進み、電磁切替弁５１に開指令を出力して本サブルーチンを終了し、図１０のメインルーチンへ戻る。
【００７４】
ステップＳ８１３において、ステップＳ８１２で算出した作業具シリンダ１８の変位量が上述した規定値を超えていると判断されるとステップＳ８１５へ進み、電磁切替弁５１に閉指令を出力して本サブルーチンを終了し、図１０のメインルーチンへ戻る。ステップＳ８１１が否定判断されると本サブルーチンを終了し、図１０のメインルーチンへ戻る。
【００７５】
図１２は、図１０のステップＳ７０９で呼び出されるサブルーチン２のフローチャートである。ステップＳ８１６において、スイッチ５８がオンされているか否かを判断する。ステップＳ８１６が肯定判断されるとステップＳ８１７へ進み、ストロークセンサ５６からの出力に基づいて、電磁切替弁６０を開いた時点からの作業具シリンダ１８の変位量を算出してステップＳ８１８へ進む。ステップＳ８１８において、ステップＳ８１７で算出した作業具シリンダ１８の変位量が上述した規定値を超えていないか否かを判断する。ステップＳ８１８において、ステップＳ８１７で算出した作業具シリンダ１８の変位量が上述した規定値を超えていないと判断されるとステップＳ８１９へ進み、電磁切替弁６１に開指令を出力して本サブルーチンを終了し、図１０のメインルーチンへ戻る。
【００７６】
ステップＳ８１８において、ステップＳ８１７で算出した作業具シリンダ１８の変位量が上述した規定値を超えていると判断されるとステップＳ８２０へ進み、電磁切替弁６１に閉指令を出力して本サブルーチンを終了し、図１０のメインルーチンへ戻る。ステップＳ８１６が否定判断されると本サブルーチンを終了し、図１０のメインルーチンへ戻る。
【００７７】
上述した第２の実施の形態の作業機械１００では、第１の実施の形態の作用効果に加えて次の作用効果を奏する。
（１）  作業具シリンダ１８の所定のストローク分だけ高圧側油室の圧油を作動油タンク３２に逃がすように構成した。これにより、作業負荷を与える作業対象物と把持装置１０１との相対速度にかかわらず、作業具シリンダ１８の所定のストローク分だけは、把持装置１０１のアーム１５に対する見かけ上の取り付け剛性を下げることができる。したがって、上述した規定値に対応する把持装置１０１の追従代を確実に確保できるので、把持装置１０１やフロント作業腕１０、作業対象物の破損防止の確実性を向上できる。
【００７８】
−−−変形例−−−
（１）  上述の説明では、ロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力についての閾値や規定時間、作業具シリンダ１８のシリンダストロークの規定値があらかじめ定められている値であるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、コントローラ３６に接続された設定器などによってオペレータがこれらの値を任意に設定できるように構成してもよい。
【００７９】
（２）  上述の説明では、作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路に対して作業負荷追従装置２００，２０１を付加するように構成したが、本発明はこれに限定されない。ブームシリンダ１４やアームシリンダ１６、シリンダ２０を駆動する油圧回路に対して作業負荷追従装置２００，２０１を付加するように構成してもよい。なお、ブームシリンダ１４やアームシリンダ１６、作業具シリンダ１８、シリンダ２０のいずれか１つの油圧シリンダを駆動する油圧回路に作業負荷追従装置２００，２０１を付加してもよく、任意の２つまたは３つの油圧シリンダを駆動する油圧回路に作業負荷追従装置２００，２０１を付加してもよく、各油圧シリンダ１４，１６，１８，２０を駆動する油圧回路にそれぞれ作業負荷追従装置２００，２０１を付加してもよい。
【００８０】
たとえば、ブームシリンダ１４と作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路にそれぞれ作業負荷追従装置２００，２０１を付加した場合、ブームシリンダ１４を作業負荷に応じて追従可能とするか否か、および、作業具シリンダ１８を作業負荷に応じて追従可能とするか否かをそれぞれ任意に設定可能に構成しても良い。たとえば、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８の双方を作業負荷に応じて追従可能とした場合、作業負荷に応じて回動する関節が２箇所となり、２自由度となるので、より広範な外力の入力方向に対して把持装置１０１が追従可能となる。
【００８１】
ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８の双方を作業負荷に応じて追従しないようにした場合、作業負荷追従装置２００，２０１を設けていない従来の作業機械と同様に作業を行うことができる。また、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８のいずれか一方のみを作業負荷に応じて追従可能としてもよく、作業内容に応じて、それぞれのオンオフスイッチ５７，５８の操作で適宜設定すればよい。
【００８２】
（３）  上述の説明では、操作レバー３４は、いわゆる電気レバーと呼ばれる電気式操作レバーであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、操作レバー３４およびコントロール弁３０に代えて、パイロット圧油を制御する操作レバーと油圧パイロット式のコントロール弁を用いてもよい。この場合、操作レバーの操作の有無の検出については、コントロール弁に供給されるパイロット圧油の圧力によって検出すればよい。
【００８３】
（４）  上述の説明では、オンオフスイッチ５７，５８によって作業負荷追従装置２００，２０１の動作を切り替えるように構成したが、オンオフスイッチ５７，５８は作業負荷追従装置２００，２０１の動作を切り替えるための手段の一例であり、本発明はこれに限定されない。
【００８４】
（５）  上述の説明では、作業負荷追従装置２００，２０１の動作を決めるパラメータの１つとして、圧力センサ５５，６５で検出したロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力を用いているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、圧力センサ５５，６５に代えて、作業具シリンダ１８のロッド先端にロードセルを取り付け、このロードセルで検出する作業具シリンダ１８に掛かる負荷の大きさおよび方向を作業負荷追従装置２００，２０１の動作を決めるパラメータの１つとしてもよい。また、上述した第２の実施の形態では、作業負荷追従装置２００，２０１の動作を決めるパラメータの１つとして、ストロークセンサ５６で検出する作業具シリンダ１８のシリンダストロークを用いているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ストロークセンサ５６に代えて、角度センサで検出するアーム１５に対する把持装置１０１の回動角度を作業負荷追従装置２００，２０１の動作を決めるパラメータの１つとしてもよい。
【００８５】
（６）  上述の説明では、ロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力についての閾値は１つであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力が閾値の前後で変動する際の、作業負荷追従装置２００，２０１の動作の安定化のために、ロッド側油室１８ｂおよびボトム側油室１８ａの圧力が閾値を超えてなかった場合に、その後、閾値を超えたか否かを判定する際の閾値（第１の閾値）と、ロッド側油室１８ｂまたはボトム側油室１８ａの圧力が閾値を超えていた場合に、その後、閾値を下回ったか否かを判定する際の閾値（第２の閾値）とで、異なる値としてもよい。
（７）  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。
【００８６】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、作業機本体に対して回動可能に取り付けられた作業腕の姿勢および作業腕に取り付けられた作業具の姿勢を変化させる複数の姿勢変化用油圧アクチュエータの少なくとも１つを制御し、作業具に接触して外力を与える接触物の動きに作業具を追従させるか否かを切り替える追従切替手段を備える作業腕の制御装置において、作業具に接触して外力を与える接触物の動きに作業具を追従させた際に姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を蓄積する蓄積手段と、作業具に接触して外力を与える接触物の動きに作業具を追従させた際に姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を蓄積手段に導くか、蓄積手段に導かずに低圧ラインへ導くかを切り替える排出先切替手段と、追従切替手段により接触物の動きに作業具を追従させるように切り替えられている場合には、所定の時間が経過するまで、または所定の移動量だけ、姿勢変化用油圧アクチュエータから排出される作動油を蓄積手段に導かずに低圧ラインへ導くように排出先切替手段を制御する排出先制御手段を備えることを特徴とする各種構造の作業腕の制御装置、および、この制御装置を備える各種構造の作業機械を含むものである。
【符号の説明】
【００８７】
１０  フロント作業腕                  １３  ブーム
１４  ブームシリンダ                  １８  作業具シリンダ
３０  コントロール弁                  ３４  操作レバー
３６  コントローラ                    ５０，５１，６０，６１  電磁切替弁
５２，６２  アキュムレータ            ５３，６３  リリーフ弁
５４，６４  逆止弁付き流量制御弁（単に流量制御弁）
５５，６５  圧力センサ                ５６  ストロークセンサ
５７，５８  オンオフスイッチ          １００  作業機械
１０１  把持装置                      ２００，２０１  作業負荷追従装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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