(57)【要約】    【課題】把持爪による被破砕物を比較的長く把持する場合、把持爪による把持圧力を、操作手段を操作し続けることなく適正に保つことができ、操作の容易化が達成できる把持装置の掴み圧力保持装置を提供する。    【解決手段】把持装置の掴み圧力保持装置を作動させるか否かを選択する選択スイッチ５０等の選択手段を有する。把持装置が閉じ側に操作されていることを検出する圧力スイッチＰ１等の閉じ操作検出手段を備える。閉じ側回路３９の油圧を検出する圧力スイッチＰ３、Ｐ４等の油圧検出手段を備える。閉じ操作中に第1の基準圧力以上に至ったことにより掴み動作中であることを判別するリレー等の掴み動作判別手段を備える。掴み動作中に圧力スイッチＰ４等の油圧検出手段により検出される油圧が前記第1の基準圧力より低い第２の基準圧力に低下したとき切換弁４５を切換えて油圧シリンダ２９に圧油を供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧シリンダにより把持爪が開閉される油圧式把持装置において、
前記把持装置の掴み圧力保持装置を作動させるか否かを選択する選択手段と、
前記把持装置が閉じ側に操作されていることを検出する閉じ操作検出手段と、
前記把持装置の閉じ操作の際に圧油が供給される閉じ側回路の油圧を検出する油圧検出手段と、
前記油圧検出手段により検出される前記閉じ側回路の油圧が第1の基準圧力以上に至った際に掴み動作中であることを判別する掴み動作判別手段と
前記掴み動作判別手段により掴み動作中であることが検出された後に前記油圧検出手段により検出される油圧が前記第1の基準圧力より低い第２の基準圧力に低下したときに前記閉じ側回路に圧油を供給する圧油供給手段とを備えたことを特徴とする把持装置の掴み圧力保持装置。
【請求項２】
油圧シリンダにより把持爪が開閉される油圧式把持装置において、
前記把持装置の掴み圧力保持装置を作動させるか否かを選択する選択スイッチと、
前記把持装置が閉じ側に操作されていることを検出する閉じ操作検出手段と、
前記把持装置の閉じ操作の際に圧油が供給される閉じ側回路の油圧が第1の基準圧力以上に達したか否かを検出する高圧スイッチと、
前記閉じ側回路の油圧が前記第１の基準圧力より低い第２の基準圧力以下に低下したか否かを検出する低圧スイッチと、
前記選択スイッチが掴み圧力保持装置の作動側に操作され、かつ前記閉じ検出手段が把持装置の閉じ操作を検出すると共に、前記高圧スイッチが前記第1の基準圧力以上を検出したときに作動して自己保持するリレーと、
前記リレーの作動中に前記低圧スイッチが前記第２の基準圧力以下を検出したときに前記閉じ側回路に圧油を供給する圧油供給手段とを備えたことを特徴とする把持装置の掴み圧力保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクラップ、木材、パイプ等を把持するグラップルバケットあるいは鉄骨等を把持するクランプ装置等の把持装置において、被把持物を把持する圧力を保持する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばフォークリフトやホイルローダ等の荷役用車両に装着される油圧式把持装置の把持圧力保持装置として、特許文献１、２には、把持装置の把持爪の閉じ側回路にアキュムレータを付設し、把持圧力が所定値以上になると油圧ポンプをアンロードする手段を備えるたものが開示されている。
【０００３】
また、特許文献３には、前記フォークリフトやホイルローダ等の荷役用車両に装着される油圧式把持装置の把持圧力保持装置として、把持装置に作動油を供給する管路が破損しても把持圧力が低下しないようにするため、把持爪開閉用油圧シリンダのボトム室（把持装置の閉じ操作時に圧油が供給される室）と油圧ポンプとの間に、ロッド室へ圧油が供給されたときときにのみボトム室からの圧油の流出を許容するパイロットチェック弁と、直列に接続された２つのチェック弁とを並列に設けると共に、これらの２つのチェック弁の間にアキュムレータを設けたものが開示されている。
【０００４】
また、特許文献４には、前記フォークリフトやホイルローダ等の荷役用車両に装着される油圧式把持装置の把持圧力保持装置において、把持装置による把持圧力が適正であるか、過剰であるか、不足しているかをそれぞれ表示する手段を設け、オペレータはこの表示内容を見て把持圧力が適正になるように操作を促すものが開示されている。
【０００５】
また、特許文献４には、把持装置の閉じ側回路に圧力スイッチを設け、閉じ側回路の油圧が所定圧力以上に達したらコントロール弁を中立位置にすることにより、把持圧力を設定するためのリリーフ弁からの圧油の放出による発熱を防いだ構成の油圧回路が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】実公平７−１２３９９号公報
【特許文献２】特開平１０−２７９２６５号公報
【特許文献３】特開平９−２７８３５８号公報
【特許文献４】特開平９−２４２１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１、２に記載のように、閉じ側回路の油圧が所定圧力以上になるとアンロードする構成では、把持爪により被破砕物を把持して走行した後、被把持物を解放する場合等のように、把持爪により比較的長く被把持物を把持する場合、操作レバー等を中立にしておくと、コントロール弁等の弁類におけるリークや、被把持物の把持爪による把持状態の変化等により、把持圧力が低下し、被把持物が把持圧力不足により落下してしまうおそれがある。このため、コントロール弁の操作レバー等の操作手段を閉じ側に操作し続ける必要があり、操作が面倒であるという問題点がある。
【０００８】
また、前記特許文献３に記載のように、チェック弁やアキュムレータを備えたものにおいても、やはり弁等からのリークにより把持圧力が低下するので、操作手段を操作側に操作し続ける必要があるという問題点がある。
【０００９】
また、前記特許文献４のように把持圧力をランプ等により表示する場合には、把持圧力を適正にするための操作が必要になる上、表示内容の見落としによって把持圧力が不足して被把持物を落とすおそれがあるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、把持爪による被破砕物を比較的長く把持する場合、把持圧力を、操作手段を操作し続けることなく適正に保つことができ、操作の容易化が達成できる把持装置の掴み圧力保持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の把持装置の掴み圧力保持装置は、油圧シリンダにより把持爪が開閉される油圧式把持装置において、
前記把持装置の掴み圧力保持装置を作動させるか否かを選択する選択手段と、
前記把持装置が閉じ側に操作されていることを検出する閉じ操作検出手段と、
前記把持装置の閉じ操作の際に圧油が供給される閉じ側回路の油圧を検出する油圧検出手段と、
前記油圧検出手段により検出される前記閉じ側回路の油圧が第1の基準圧力以上に至った際に掴み動作中であることを判別する掴み動作判別手段と
前記掴み動作判別手段により掴み動作中であることが検出された後に前記油圧検出手段により検出される油圧が前記第1の基準圧力より低い第２の基準圧力に低下したときに前記閉じ側回路に圧油を供給する圧油供給手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の把持装置の掴み圧力保持装置は、油圧シリンダにより把持爪が開閉される油圧式把持装置において、
前記把持装置の掴み圧力保持装置を作動させるか否かを選択する選択スイッチと、
前記把持装置が閉じ側に操作されていることを検出する閉じ操作検出手段と、
前記把持装置の閉じ操作の際に圧油が供給される閉じ側回路の油圧が第1の基準圧力以上に達したか否かを検出する高圧スイッチと、
前記閉じ側回路の油圧が前記第１の基準圧力より低い第２の基準圧力以下に低下したか否かを検出する低圧スイッチと、
前記選択スイッチが掴み圧力保持装置の作動側に操作され、かつ前記閉じ検出手段が把持装置の閉じ操作を検出すると共に、前記高圧スイッチが前記第1の基準圧力以上を検出したときに作動して自己保持するリレーと、
前記リレーの作動中に前記低圧スイッチが前記第２の基準圧力以下を検出したときに前記閉じ側回路に圧油を供給する圧油供給手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明おいては、選択手段により把持圧力の制御を行なうかを選択できるようにし、把持圧力の制御を行なうことが選択されている場合には、閉じ側回路の油圧が所定圧力（第1の基準圧力）に達したことをもって掴み動作中であるとし、以後閉じ側回路の油圧が第２の基準圧力以下に低下すると、圧油供給手段により閉じ側回路に圧油を自動的に供給するようにしたので、閉じ側回路の油圧を適正な油圧以上に自動的に維持することができる。このため、把持圧力を維持するための操作をし続けることなく、適正な把持圧力を維持することができ、操作が容易となる。
【００１４】
請求項２の発明においては、閉じ操作中であることを条件として、閉じ側回路の油圧が所定の油圧（第１の基準圧力）以上にいたったときに掴み動作であることを判別するので、掴み動作中であるか否かの判別が確実に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の把持装置の掴み圧力保持装置を適用する作業機の一例を示す側面図である。図１に示す作業機は、作業機本体１と、作業用アーム２と、把持装置３とからなる。
【００１６】
作業機本体１は、走行体４と、この走行体４に旋回装置５を介して設置した旋回体６と、この旋回体６に搭載した油圧パワーユニット７および運転室８等からなる。
【００１７】
前記作業用アーム２は、旋回体６に油圧シリンダ１２により起伏可能に取付けられた第１アーム１３と、この第１のアーム１３の先端に油圧シリンダ１４により回動可能に取付けられた第２のアーム１５と、前記把持装置３を回動させる油圧シリンダ１６と、この油圧シリンダ１６と把持装置３との間に設けられたアームリンク１７およびバケットリンク１９とからなる。アームリンク１７の一端はピン２０により第２のアーム１５に連結され、他端は前記油圧シリンダ１６の先端およびバケットリンク１９の一端にピン２１により連結される。バケットリンク１９の他端は把持装置３のブラケット２２にピン２３により連結される。なお作業用アーム２の構成としてはこの例の他、アームの形状や長さあるいは本数を変えたり、伸縮アームとしたり、伸縮アームを含ませた構成のもの等が採用できる。
【００１８】
本実施の形態の把持装置３はスクラップ等を把持し、積み込み、積み下ろし、集積等を行なうためのグラップルを構成するものである。この把持装置３の前記ブラケット２２は前記第２アーム１５にピン２４により回動可能に連結される。このブラケット２２には旋回装置２５が取付けられ、その被旋回体２６には、４本の把持爪２７を放射状に開閉可能に設け、それぞれの把持爪２７に対応して設けた開閉用油圧シリンダ２９により４本の把持爪２７が同時に開閉されて被把持物を把持あるいは解放する。
【００１９】
図２は前記把持装置３の把持爪２７による被把持物に対する把持圧力を保持するための本発明の装置を構成する油圧回路の一実施の形態を示す図である。図２において、２９は前記把持爪２７を開閉する油圧シリンダ、３０、３１はそれぞれ前記油圧パワーユニット７により構成される主油圧源およびパイロット油圧源であり、これらはエンジンにより回転駆動される油圧ポンプ、油タンク、上限圧力を設定するリリーフ弁、フィルタ、オイルクーラ等からなるものである。
【００２０】
３３は前記油圧シリンダ２９のコントロール弁であり、一般的には他のアクチュエータのコントロール弁と縦続接続されるものである。３４はこのコントロール弁３３のパイロット弁である。３５は前記パイロット弁３４の二次側のパイロット回路３６ａと、後述の切換弁４５の二次側パイロット回路４７のうち、高圧側を選択して後位のパイロット回路３６ｂに接続する高圧選択弁である。
【００２１】
前記パイロット弁３４は、その操作レバー３４ａをａ方向に操作すると、パイロット油圧源３１からのパイロット圧油が、高圧選択弁３５、パイロット回路３６ａ、３６ｂを通して前記コントロール弁３３の一方の操作室３７に入り、コントロール弁３３を図の上位置に切換える。これにより主油圧源３０からの圧油はコントロール弁３３の二次側の閉じ側回路３９を通して前記油圧シリンダ２９のボトム室４０に入り、油圧シリンダ２９を伸長させて前記把持爪２７を閉じ方向に動かす。
【００２２】
反対に、パイロット弁３４の操作レバー３４ａをｂ方向に操作すると、パイロット油圧源３１からのパイロット圧油は、パイロット回路４１を通して前記コントロール弁３３の他方の操作室４２に入り、コントロール弁３３を図の下位置に切換える。これにより主油圧源３０からの圧油はコントロール弁３３の二次側の開き側回路４３を通して前記油圧シリンダのロッド室４４に入り、油圧シリンダ２９を収縮させて前記把持爪２７を開き方向に動かす。
【００２３】
４５は本発明により付加された切換弁（圧油供給手段）で、この切換弁４５のソレノイドＳＯＬには、前記油圧シリンダ２９のボトム室４０の油圧が低下、すなわち把持圧力が低下した際に通電してこの切換弁４５を左位置に切換え、これによりパイロット油圧源３１からのパイロット圧油をパイロット回路４７、高圧選択弁３５、パイロット回路３６ｂを通してコントロール弁３３の操作室３７に供給し、コントロール弁３３を上位置に切換え、これにより、主油圧源３０からの圧油をボトム室４０に供給し、把持圧力を上げる。
【００２４】
Ｐ１はコントロール弁３３が閉じ側に操作されたことを検出するために閉じ側回路３９に設けられた圧力スイッチである。Ｐ２はコントロール弁３３が開き側に操作されたことを検出するために開き側回路４３に設けられた圧力スイッチである。Ｐ３は閉じ側回路３９の油圧が所定の圧力（第１の基準圧力）以上になったか否かを検出する第１の圧力スイッチである。Ｐ４は閉じ側回路３９の油圧が前記第１の基準圧力より低い第２の基準圧力以下になったか否かを検出する第２の圧力スイッチである。４６は把持爪２７の閉じ動作中において、閉じ側回路３９の油圧を維持すると共に、この回路３９の油圧を安定化するために蓄圧しておくアキュムレータである。
【００２５】
図３は前記切換弁４５への通電を制御する電気回路の一例図である。図３において、５０は把持圧力の自動的な保持動作を行なわせるか否かを選択する選択スイッチ（選択手段）である。Ｐ１〜Ｐ４は図２に示した圧力スイッチである。Ｒ１は前記圧力スイッチＰ２がオン、すなわちコントロール弁３３が把持爪２７の開き側に操作されたときに励磁されるリレー、ｒ１はそのｂ接点である。
【００２６】
Ｒ２は前記圧力スイッチＰ１、Ｐ３がオンとなることにより励磁されるリレー（掴み動作判別手段）、ｒ２１、ｒ２２、ｒ２３はそのａ接点である。Ｔはタイマリレーであり、このタイマリレーＴは接点ｒ２２が閉じることにより動作可能となり、圧力スイッチＰ４がオフ（開いた状態）となることにより励磁されて限時動作接点ｔ１、ｔ２が所定時間（例えば５秒）閉じるものである。
【００２７】
ＰＬ１は把持爪２７が閉じ動作中かつ圧力保持モードであることを表示するパイロットランプ、ＰＬ２は把持爪２７の閉じ動作中において、油圧が前記第２の基準圧力以下になったことを表示するパイロットランプ、ＳＯＬは前記切換弁４５のソレノイドである。
【００２８】
つぎに図２の油圧回路および図３の電気回路の操作、動作を説明する。図２において、前記パイロット弁３４の操作レバー３４ａが中立位置にあるときには、コントロール弁３３は中立位置にあり、このときは主油圧源３０からの圧油はそのまま油タンク１８あるいは他の縦続接続されるコントロール弁（図示せず）へ圧油を流す。パイロット弁３４の操作レバー３４をａ方向（ｂ方向）に操作すると、前述のパイロット圧油の流れにより、コントロール弁３３が上位置（下位置）に切換わり、油圧シリンダ２９が伸長（収縮）して把持爪２７が閉じる（開く）。
【００２９】
図３において、把持圧力の保持装置を使用する場合には選択スイッチ５０をオン（閉じ状態）としておく。この選択スイッチ５０は一旦閉じ状態にするとこれを開く操作をしない限り、閉じた状態を持続し、開くと開いた状態を持続するものである。この選択スイッチを閉じた状態において、パイロット弁３４の操作レバー３４ａをａ側に操作すると、コントロール弁３３が上位置に切換わり、閉じ側回路３９の油圧が上昇するため、圧力スイッチＰ１がオン（閉じ状態）となる。また、コントロール弁３３が上位置に切換わることにより、主油圧源３０からの圧油が閉じ側回路３９を通して油圧シリンダ２９のボトム室４０に供給され、把持爪２７が閉じ方向に動いて被把持物を把持する。このとき、閉じ側回路３９の油圧が第1の基準圧力以上になると、圧力スイッチＰ３がオンとなり、掴み動作判別手段であるリレーＲ２が励磁される。これにより接点ｒ２１が閉じ、自己保持される。その後、パイロット弁３４の操作レバー３４ａを非操作、すなわち中立位置にすると、アキュムレータ４６に蓄えられた油圧により、ボトム室４０の油圧の維持を図る。この状態において、コントロール弁３３等のリークや把持爪２７による被把持物の把持状態の変化等により、閉じ側回路３９の油圧が第１の基準圧力より低下して圧力スイッチＰ３がオフになっても、リレーＲ２の接点ｒ２１は閉じたままであるので、リレーＲ２は励磁されたままとなる。
【００３０】
前記リレーＲ２が励磁された状態では、その接点ｒ２３が閉じているので、パイロットランプＰＬ１が点灯し、これにより、把持爪２７が掴み動作（空掴みも含む）中でかつ把持圧力の保持モードであることをオペレータに知らせる。また、前記リレーＲ２が励磁されていることにより、その接点ｒ２２が閉じるが、この接点ｒ２２が閉じたときには、すでに閉じ側回路３９の油圧は第２の基準圧力より高くなっているので、圧力スイッチＰ４はオン（閉じた状態）となっており、このため、タイマリレーＴは励磁されない。
【００３１】
この状態において、コントロール弁３３等におけるリークや把持爪２７による被把持物の把持状態の変化等により、閉じ側回路３９の油圧が第２の基準圧力以下になると、圧力スイッチＰ４がオフ（開いた状態）になるので、タイマリレーＴが励磁され、その接点ｔ２が所定時間（例えば５秒間）オン（閉じ状態）となる。このため、パイロットランプＰＬ２が点灯し、閉じ側回路３９の油圧が低下したことをオペレータに知らせる。
【００３２】
同時に、タイマリレーＴの接点ｔ１が前記所定時間閉じるので、切換弁４５のソレノイドＳＯＬが励磁され、これにより切換弁４５が左位置に切換わり、パイロット油圧源３１からのパイロット圧油がパイロット回路４７、高圧選択弁３５、パイロット回路３６ｂを通してコントロール弁３３の操作室３７に供給され、コントロール弁３３が上位置に切換わる。これにより、閉じ側回路３９を通して油圧シリンダ２９のボトム室４０に圧油が供給され、把持爪２７が閉じ方向に動き、再度閉じ側回路３９の油圧が上昇する。このため、把持爪２７による把持圧力が保持される。また、閉じ側回路３９の油圧が第２の基準圧力より高くなるので、圧力スイッチＰ４がオンとなり、タイマリレーＴは非励磁状態となり、ソレノイドＳＯＬが非励磁状態になるので、切換弁４５は右位置に戻り、コントロール弁３３も中立位置に戻り、閉じ側回路３９の昇圧が停止する。
【００３３】
なお、前記タイマリレーＴの限時動作時間は、被把持物の性状にもよるが、前記把持爪２７による把持圧力が十分な圧力となるような閉じ側回路３９の油圧、例えば前記第１の基準圧力前後に上昇するに十分な時間が設定される。
【００３４】
パイロット弁３４の操作レバー３４ａをｂ方向に操作すると、コントロール弁３３の操作室４２に前述のパイロット圧油が供給されるので、コントロール弁３３が下位置に切換わり、圧力スイッチＰ２がオン（閉じ状態）となる。これにより、リレーＲ１が励磁され、そのｂ接点ｒ１が開くため、リレーＲ２が消磁され、接点ｒ２１が開き、また、このとき、圧力スイッチＰ１、Ｐ３はオフであるため、自己保持が解除される。また、接点ｒ２２がオフとなるので、タイマリレーＴは動作不可能状態になる。また、接点ｒ２３がオフとなるので、パイロットランプＰＬ１が消灯する。
【００３５】
上述のように、図２、図３の構成によれば、パイロット弁３４を操作しない状態にしても、選択スイッチ５０をオンとしておけば、ボトム室４０の油圧の低下が防止され、把持爪２７による把持圧力が所定圧力以上に保持されるので、把持爪２７により被破砕物を把持して走行する場合等のように、把持爪２７により比較的長く被把持物を把持する場合においても、被把持物が把持爪２７から外れることが防止される。したがって把持爪２７の把持圧力を保持するための操作が容易となる。
【００３６】
また、本実施の形態においては、圧力スイッチＰ１がオンとなる閉じ操作中であることを条件として、閉じ側回路の油圧が所定の油圧（第１の基準圧力）以上にいたったときに掴み動作であることを判別するので、掴み動作中であるか否かの判別が確実に行える。
【００３７】
本発明を実施する場合、把持装置が閉じ側に操作されていることを検出する閉じ操作検出手段として、コントロール弁３３の二次側油圧を検出する圧力スイッチＰ１、Ｐ２を用いるのではなく、パイロット回路３６、４１の油圧を検出したり、コントロール弁３３やパイロット弁３４の動作状態により閉じ操作を検出するものを用いてもよい。
【００３８】
また、閉じ側回路３９の油圧を検出する油圧検出手段としては圧力スイッチＰ３、Ｐ４を用いるのではなく、検出される油圧を数値化する油圧計を用い、数値化した油圧信号をコンピュータなどにより処理して切換弁４５の切換え制御を行なってもよい。また、前記閉じ操作検出手段により閉じ操作が検出され、かつ前記油圧検出手段により第1の基準圧力以上に至った際に掴み動作中であることを認識する掴み動作判別手段として、前記コンピュータを用いることも可能である。
【００３９】
本発明は、図１に示したように、把持爪２７が４方に開閉されるスクラップ把持用ではなく、木材や鉄骨等の把持用のように、ホーク状をなす一対の把持爪を開閉する構成や、下把持爪と上把持爪とで被把持物を把持する等の構成のものにも適用できる。また対向する把持爪を開閉する場合、一方は固定、他方が可動の把持爪として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による把持装置の掴み圧力保持装置を適用する作業機の一例を示す側面図である。
【図２】本発明による把持装置の掴み圧力保持装置の一実施の形態を示す油圧回路図である。
【図３】図２の装置に付帯する電気回路の一例を示す電気回路図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：作業機本体、２：作業用アーム、３：把持装置、４：走行体、５：旋回装置、６：旋回体、７：油圧パワーユニット、８：運転室、１３：第１のアーム、１４：油圧シリンダ、１５：第２のアーム、１６：油圧シリンダ、１８：油タンク、１９：アームリンク、２０：バケットリンク、２１：ピン、２２：ブラケット、２３、２４：ピン、２５：旋回装置、２６：被旋回体、２７：把持爪、２９：開閉用油圧シリンダ、３０：主油圧源、３１：パイロット油圧源、３３：コントロール弁、３４：パイロット弁、３５：高圧選択弁、３６ａ、３６ｂ、４１，４７：パイロット回路、３７、４２：操作室、３９：閉じ側回路、４０：ボトム室、４３：開き側回路、４５：切換弁、４６：アキュムレータ、５０：選択スイッチ、Ｐ１〜Ｐ４：圧力スイッチ、Ｔ：タイマリレー、Ｒ１、Ｒ２：リレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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