(57)【要約】【課題】作業腕に取付けたブレーカの破砕対象物への過度の押付けや空打ちを防止することができる制御装置を提供する。【解決手段】ブレーカ制御弁をＯＮ・ＯＦＦするブレーカ操作器と、ブレーカを押付ける油圧シリンダに所定圧力の圧油を切換え自在に供給する圧油供給手段と、押付け油圧力を検出する圧力検出器と、ブレーカ作動のＯＮ・ＯＦＦを指令するブレーカスイッチと、コントローラを備え、ブレーカスイッチＯＮのときに圧油供給手段の圧油を油圧シリンダに供給するとともに、ブレーカ操作器ＯＦＦで、押付け油圧力が所定圧力を超えたときは、ブレーカ操作器をＯＮにしてブレーカを作動させ、ブレーカ操作器ＯＮで、押付け油圧力が所定圧力以下のときは、ブレーカ操作器をＯＦＦにしてブレーカを停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械の作業腕に取付けたブレーカに作動油を供給するブレーカ制御弁をＯＮ・ＯＦＦ操作するブレーカ操作器と、
ブレーカを破砕対象物に押付ける作業腕の油圧シリンダの押付け側油室に所定の圧力の圧油を切換え自在に供給する圧油供給手段と、
該油圧シリンダの押付け油圧力を検出する圧力検出器と、
ブレーカの作動のＯＮ・ＯＦＦを指令するブレーカスイッチと、
コントローラと、を備え、
コントローラは、
ブレーカスイッチがＯＮのときに圧油供給手段の圧油を油圧シリンダに供給するとともに、
（１）ブレーカ操作器がＯＦＦで、圧力検出器により検出された押付け油圧力が該所定の圧力を超えたときは、ブレーカ操作器をＯＮにしてブレーカを作動させ、
（２）ブレーカ操作器がＯＮで、圧力検出器により検出された押付け油圧力が該所定の圧力以下のときは、ブレーカ操作器をＯＦＦにしてブレーカの作動を停止させる、
ことを特徴とする作業機械の油圧ブレーカ制御装置。
【請求項２】
圧油供給手段は、
油圧ポンプ、アンロード弁およびアキュムレータを有した油圧源と、
該所定の圧力を設定する押付け圧設定器および押付け圧設定器の信号に基づいて油圧源の圧油を所定の圧力に調整する電磁比例弁と、
所定の圧力に調整した圧油を該油圧シリンダに供給する電磁切換弁と、を備えている、
ことを特徴とする請求項１記載の作業機械の油圧ブレーカ制御装置。
【請求項３】
作業姿勢選択器を備え、
作業姿勢選択器は、作業腕の該油圧シリンダとしての、ブレーカを破砕対象物に垂直方向に押付ける垂直押付けシリンダおよび水平方向に押付ける水平押付けシリンダの、いずれかの押付け方向を選択し、
該コントローラは、
作業姿勢選択器の信号に基づいて、圧油供給手段の圧油を、垂直方向のときには垂直押付けシリンダに、水平方向のときには水平押付けシリンダに供給する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械の油圧ブレーカ制御装置。
【請求項４】
ブレーカと破砕対象物の位置を相対移動させる作業機械のアクチュエータの操作の有無を検出する操作検出手段を備え、
コントローラは、
ブレーカ操作器がＯＮのときに、操作検出手段により、アクチュエータの作動操作が検出されたときは、ブレーカ操作器をＯＦＦにしてブレーカの作動を停止させる、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の作業機械の油圧ブレーカ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械に取付けた油圧ブレーカの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械、例えばその代表例である油圧ショベルは、作業腕の先端に油圧ブレーカを取付けて、岩盤、コンクリートなどの破砕作業を行う。この破砕作業は、作業腕を動かして破砕対象物に油圧ブレーカの打撃チゼルを位置付け、押付けて、打撃作動させることによって行われる（例えば、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２００３−４９４５３号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したとおりの作業機械の油圧ブレーカには、次のとおりの解決すべき課題がある。
【０００５】
（１）ブレーカを押付ける力の調整が難しく、押付け力が大きい場合には機体が浮き上がり、岩盤等の破砕対象物が破砕した瞬間には機体が落下し大きな衝撃が生ずる。そのために、オペレータの疲労が著しい。また、機体を故障させる原因にもなる。
（２）破砕対象物の硬さが硬軟変化するので、ブレーカの空打ちが多い。
（３）ブレーカ打撃中に、作業腕や機体を動かすと破砕対象物をこじることになり、ブレーカを損傷させ、またブレーカの寿命を短くする。
（４）遠隔操作でブレーカ作業を行う場合、破砕状況を確認しにくいので、押付け力の調整や、空打ちの防止が難しい。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術的課題は、作業機械の作業腕に取付けたブレーカの破砕対象物への過度の押付けや空打ちを防止することができる、作業機械の油圧ブレーカ制御装置を提供することである。
【０００７】
他の技術的課題は、ブレーカによる打撃作業中に、ブレーカが取付けられた作業腕や機体を動かして、ブレーカにより破砕対象物をこじることがないようにした、作業機械の油圧ブレーカ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記技術的課題を解決する作業機械の油圧ブレーカ制御装置として、作業機械の作業腕に取付けたブレーカに作動油を供給するブレーカ制御弁をＯＮ・ＯＦＦ操作するブレーカ操作器と、ブレーカを破砕対象物に押付ける作業腕の油圧シリンダの押付け側油室に所定の圧力の圧油を切換え自在に供給する圧油供給手段と、該油圧シリンダの押付け油圧力を検出する圧力検出器と、ブレーカの作動のＯＮ・ＯＦＦを指令するブレーカスイッチと、コントローラと、を備え、
コントローラは、ブレーカスイッチがＯＮのときに圧油供給手段の圧油を油圧シリンダに供給するとともに、（１）ブレーカ操作器がＯＦＦで、圧力検出器により検出された押付け油圧力が該所定の圧力を超えたときは、ブレーカ操作器をＯＮにしてブレーカを作動させ、（２）ブレーカ操作器がＯＮで、圧力検出器により検出された押付け油圧力が該所定の圧力以下のときは、ブレーカ操作器をＯＦＦにしてブレーカの作動を停止させる、ことを特徴とする作業機械の油圧ブレーカ制御装置が提供される。
【０００９】
好適には、圧油供給手段は、油圧ポンプ、アンロード弁およびアキュムレータを有した油圧源と、該所定の圧力を設定する押付け圧設定器および押付け圧設定器の信号に基づいて油圧源の圧油を所定の圧力に調整する電磁比例弁と、所定の圧力に調整した圧油を該油圧シリンダに供給する電磁切換弁と、を備えている。
【００１０】
また、作業姿勢選択器を備え、作業姿勢選択器は、作業腕の該油圧シリンダとしての、ブレーカを破砕対象物に垂直方向に押付ける垂直押付けシリンダおよび水平方向に押付ける水平押付けシリンダの、いずれかの押付け方向を選択し、該コントローラは、作業姿勢選択器の信号に基づいて、圧油供給手段の圧油を、垂直方向のときには垂直押付けシリンダに、水平方向のときには水平押付けシリンダに供給する。
【００１１】
さらに、ブレーカと破砕対象物の位置を相対移動させる作業機械のアクチュエータの操作の有無を検出する操作検出手段を備え、コントローラは、操作検出手段により、アクチュエータの作動操作が検出されたときは、ブレーカ操作器をＯＦＦにしてブレーカの作動を停止させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に従って構成された作業機械の油圧ブレーカ制御装置は、押付け油圧力が所定の圧力を超えたときにブレーカ操作器がＯＮになりブレーカが作動され、押付け油圧力が所定の圧力以下になるとブレーカ操作器はＯＦＦになりブレーカの作動は停止される。したがって、ブレーカは破砕対象物への押付け力が規定値になったときに作動されるので過度の押付けは防止され、また破砕対象物が割れるなど押付け力が小さいくなったときにはブレーカの作動は止められ空打ちが防止される。
【００１３】
さらに、ブレーカ作業中に、ブレーカと破砕対象物の位置を相対移動させる作業機械のアクチュエータの作動操作が検出されたときはブレーカの作動が停止されるので、ブレーカによる打撃作業中に、ブレーカを取付けた作業腕や機体を動かして破砕対象物をこじることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に従って構成された作業機械の油圧ブレーカ制御装置の構成説明図。
【図２】図１に示すコントローラの制御手順の一部を示すフローチャート。
【図３】図２に示す制御手順のステップＳ３がＮＯと判定した後の処理を示すフローチャート。
【図４】ブレーカを取付けた作業機械の代表例である油圧ショベルの側面図で、（ａ）ブレーカ垂直押付け（ｂ）ブレーカ水平押付けの姿勢を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に従って構成された作業機械の油圧ブレーカ制御装置について、代表的な作業機械である油圧ショベルにおける好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００１６】
図４を参照して説明する。油圧ショベル５０は、下部走行体１と、下部走行体１上に水平方向に旋回自在に取付けられた上部旋回体２と、上部旋回体２に上下方向に揺動自在に取付けられた作業腕３を備え、作業腕３の先端にブレーカ６が取付けられている。
【００１７】
作業腕３は、上部旋回体２に揺動自在に取付けられたブーム４、ブーム４の先端に揺動自在に取付けられ先端にブレーカ６が取付けられたアーム５、上部旋回体２とブーム４の間に取付けられた垂直押付けシリンダであるブームシリンダ４ａ、ブーム４とアーム５の間に取付けられた水平押付けシリンダであるアームシリンダ５ａ、およびアーム５とブレーカ６の間に取付けられたブレーカ支持シリンダ６ａを備えている。図４（ａ）はブレーカ垂直押付け、図４（ｂ）はブレーカ水平押付けの姿勢を示している。
【００１８】
図１を参照して、先ず油圧ショベル５０の周知の油圧回路について説明し、次に本発明に係る油圧ブレーカ制御装置について説明する。
【００１９】
油圧ショベル５０は、エンジン７により駆動されシリンダ、モータなどのアクチュエータの作動油を吐出する一対のメインポンプ８，９、並びにアクチュエータにこの吐出油を供給する、アクチュエータに対応して設けられた複数の制御弁からなる制御弁組立体１０を備えている。アクチュエータとしては、ブレーカ６、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、ブレーカ支持シリンダ６ａの他に、旋回モータ１４、一対の走行モータ１３ａ、１３ｂを備えている。
【００２０】
制御弁組立体１０は、ブレーカ６用の一対のブレーカ制御弁１１ａ、１１ｂ、ブームシリンダ４ａ用のブーム制御弁１１ｃ、アームシリンダ５ａ用のアーム制御弁１１ｄを備えている。ブレーカ制御弁１１ａ、１１ｂは、後に述べるブレーカ操作器であるブレーカ電磁弁２５からのパイロット圧油によって操作される。ブーム制御弁１１ｃ、アーム制御弁１１ｄはそれぞれに接続された、ブーム操作器、アーム操作器（図示は省略されている）からのパイロット圧油によって操作される。
【００２１】
油圧ブレーカ制御装置５２（以下単にブレーカ制御装置５２と呼ぶことがある）は、ブレーカ６に作動油を供給するブレーカ制御弁１１ａ、１１ｂをＯＮ・ＯＦＦ操作する前記のブレーカ電磁弁２５と、ブレーカ６を破砕対象物に押付ける油圧シリンダであるブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａそれぞれの押付け側油室に所定の圧力の圧油を切換え自在に供給する圧油供給手段５４と、油圧シリンダ４ａ、５ａそれぞれの押付け油圧力を検出する圧力検出器であるブームシリンダ圧センサ２６およびアームシリンダ圧センサ２７と、ブレーカ６の作動のＯＮ・ＯＦＦを指令するブレーカスイッチ３１と、コントローラ３０を備えている。
【００２２】
圧油供給手段５４は、油圧ポンプとしての、エンジン７によって駆動される第３ポンプ１９、アンロード弁２０およびアキュムレータ２１を有した油圧源５６と、所定の圧力を設定する押付け圧設定器である押付け力ダイヤル３３および押付け力ダイヤル３３の信号に基づいて第３ポンプ１９からの吐出油を所定の圧力に調整する電磁比例弁２２と、所定の圧力に調整された圧油をブームシリンダ４ａおよびアームシリンダ５ａそれぞれの押付け側油室に供給する電磁切換弁であるブーム電磁弁２３およびアーム電磁弁２４を備えている。
【００２３】
電磁比例弁２２は、押付け力ダイヤル３３からの信号のないときには、第３ポンプ１９からの入口ポートを閉じ、出口ポートをタンク１２に解放し、押付け力ダイヤル３３からの信号に応じて出口ポートを所定の圧力に調整する。
【００２４】
ブレーカ制御装置５２はまた、作業姿勢選択器３２を備えている。作業姿勢選択器３２は、作業腕３のブレーカ６を、破砕対象物に、ブームシリンダ４ａによって垂直方向に押付ける（図３（ａ））あるいはアームシリンダ５ａによって水平方向に押付ける（図３（ｂ））のいずれかの押付け方向を選択し、コントローラ３０に入力する。
【００２５】
コントローラ３０は、垂直押付け姿勢のときには、ブーム電磁弁２３を制御してブームシリンダ４ａのロッド側油室に圧油を供給し、水平押付け姿勢のときには、アーム電磁弁２４を制御してアームシリンダ５ａのヘッド側油室に圧油を供給する。
【００２６】
ブレーカ制御装置５２はさらに、ブレーカ６と破砕対象物の位置を相対移動させる油圧ショベル５０のアクチュエータ、例えばブームシリンダ４ａ、アームシリンダ５ａ、ブレーカ支持シリンダ６ａ、旋回モータ１４、走行モータ１３ａ、１３ｂの、操作の有無を検出しコントローラ３０に入力する操作検出手段３４備えている。操作検出手段３４は、例えばアクチュエータを操作する操作レバーの動きを周知の適宜の手段によって検出することができる。したがって、詳細な説明および図示は省略する。
【００２７】
図１とともに図２、図３を参照してコントローラ３０の制御手順について説明する。
【００２８】
コントローラ３０が立ち上がると、ステップＳ１において初期設定が行われる。初期設定においては、ブーム電磁弁２３，アーム電磁弁２４、ブレーカ電磁弁２５をＯＦＦに、電磁比例弁２２を最小値に設定し、ステップＳ２に進む。
【００２９】
ステップＳ２においては、入力データを読み込みステップＳ３に進む。ステップＳ３においては、ブレーカ電磁弁２５のＯＮ、ＯＦＦを判定し、ＯＦＦのときにはステップＳ４に進み、ＯＮのときにはステップＳ１４に進む。
【００３０】
ステップＳ４においては、ブレーカスイッチ３１のＯＮ、ＯＦＦを判定し、ＯＮのときにはステップＳ５に進み、ＯＦＦのときにはステップＳ２に戻る。
【００３１】
ステップＳ５においては、操作検出手段３４の検出結果が操作中か、操作されない中立かを判定し、中立のときにはステップＳ６に進み、中立でないときにはステップＳ２に戻る。
【００３２】
ステップＳ６においては、作業姿勢選択器３２の出力に基づいて、垂直打ちか水平打ちかを判定し、垂直打ちのときにはステップＳ７に進みブーム電磁弁２３をＯＮにしてステップＳ８に進む。水平打ちのときにはステップＳ１０に進みアーム電磁弁２４をＯＮにしてステップＳ１１に進む。
【００３３】
ステップＳ８においては、押付け力ダイヤル３３の出力に基づいて電磁比例弁２２の圧力を設定しステップＳ９に進み、ステップＳ９において、ブームシリンダ圧センサ２６の信号に基づいてブームシリンダ４ａの押付け圧が所定の圧力に達したかを判定し、超えたときはＳ１３に進み、所定圧力以下のときはステップＳ２に戻る。
【００３４】
ステップＳ１１においては、押付け力ダイヤル３３の出力に基づいて電磁比例弁２２の圧力を設定しステップＳ１２に進み、ステップＳ１２において、アームシリンダ圧センサ２７の信号に基づいてアームシリンダ５ａの押付け圧が所定の圧力に達したかを判定し、超えたときはＳ１３に進み、所定圧力以下のときはステップＳ２に戻る。
【００３５】
ステップＳ１３においては、ブレーカ電磁弁２５をＯＮにしてブレーカ制御弁１１ａ、１１ｂを切換え、ブレーカ６に作動油を供給して作動させ、ステップＳ２に戻る。
【００３６】
ステップＳ１４においては、ブレーカスイッチ３１のＯＮ、ＯＦＦを判定し、ＯＮのときにはステップＳ１５に進み、ＯＦＦのときにはステップＳ１９に進む。
【００３７】
ステップＳ１５においては、操作検出手段３４の検出結果が操作中か、操作されない中立かを判定し、中立のときにはステップＳ１６に進み、中立でないときにはステップＳ１９に進む。
【００３８】
ステップＳ１６においては、作業姿勢選択器３２の出力に基づいて、垂直打ちか水平打ちかを判定し、垂直打ちのときにはステップＳ１７に進み、水平打ちのときにはステップＳ１８に進む。
【００３９】
Ｓ１７においては、ブームシリンダ圧センサ２６の信号に基づいてブームシリンダ４ａの押付け圧が所定の圧力以下に低下したかを判定し、低下していないときはステップＳ２に戻り、低下しているときはステップＳ１９に進む。
【００４０】
Ｓ１８においては、アームシリンダ圧センサ２７の信号に基づいてアームシリンダ５ａの押付け圧が所定の圧力以下に低下したかを判定し、低下していないときはステップＳ２に戻り、低下しているときはステップＳ１９に進む。
【００４１】
Ｓ１９においては、ブーム電磁切換弁２３，アーム電磁弁２４、ブレーカ電磁切換弁２５をＯＦＦにし、電磁比例弁２２を最小値し、ブレーカ６を停止させ、ステップＳ２に戻る。
【００４２】
上述したとおりの作業機械の油圧ブレーカ制御装置５２の作用効果について説明する。
【００４３】
（１）油圧ブレーカ制御装置５２は、ブレーカスイッチ３１がＯＮのときに圧油供給手段５４の圧油を油圧シリンダ４ａ（５ａ）に供給するとともに、ブレーカ操作器であるブレーカ電磁弁２５がＯＦＦで、圧力検出器２６（２７）により検出された押付け油圧力が所定の圧力を超えたときは、ブレーカ電磁弁２５をＯＮにしてブレーカ６を作動させ、ブレーカ電磁弁２５がＯＮで、圧力検出器２６（２７）により検出された押付け油圧力が所定の圧力以下のときは、ブレーカ電磁弁２５をＯＦＦにしてブレーカ６の作動を停止させる。
【００４４】
したがって、ブレーカ６は破砕対象物への押付け力が規定値になったときに作動されるので過度の押付けは防止され、また破砕対象物が割れるなど押付け力が小さいくなったときにはブレーカ６の作動は止められ空打ちが防止される。
【００４５】
そして、ブレーカ６の押付け力を最適に調整でき、かつ破砕が完了すると自動的にブレーカ６が停止するので、ブレーカ作業が簡単になり、オペレータの疲労が軽減できる。また、作業性が向上する。また、ブレーカ６の押付け力を最適に調整できるので、機体に加わる衝撃が緩和でき機体の故障が少なくなる。
【００４６】
（２）圧油供給手段５４は、油圧ポンプ１９、アンロード弁２０およびアキュムレータ２１を有した油圧源５６と、所定の圧力を設定する押付け圧設定器３３および押付け圧設定器３３の信号に基づいて油圧源５６の圧油を所定の圧力に調整する電磁比例弁２２と、所定の圧力に調整された圧油を油圧シリンダ４ａ（５ａ）に供給する電磁切換弁２３（２４）とを備えている。
【００４７】
したがって、ブレーカ６の押付け力を、破砕対象物に応じて適切に設定することができる。また、ブレーカ作業中は、メインポンプ８，９はブレーカ６のみに流量を供給するので、ブレーカ６に規定の流量を供給することができ、作業能率が上がる。そして、過大な流量を供給することがないので、ブレーカ６の故障が少なくなる。
【００４８】
（３）また、作業姿勢選択器３２の信号に基づいて、ブーム電磁弁２３あるいはアーム電磁弁２４を操作して、圧油供給手段５４の圧油を、垂直方向のときにはブームシリンダ４ａに、水平方向のときにはアームシリンダ５ａに供給する。したがって、作業姿勢に応じてブレーカ６を適切に作動させることができる。
【００４９】
（４）また、ブレーカ操作器であるブレーカ電磁弁２５がＯＮのときに、操作検出手段３４により、ブレーカ６と破砕対象物の位置を相対移動させるアクチュエータの作動操作が検出されたときは、ブレーカ電磁弁２５をＯＦＦにしてブレーカ６の作動を停止させる。
【００５０】
したがって、ブレーカ作業中に、ブレーカ６と破砕対象物の位置を相対移動させる作業機械のアクチュエータの作動操作が検出されたときは、ブレーカ６の作動が停止されるので、ブレーカ６による打撃作業中に、ブレーカ６を取付けた作業腕３や機体を動かして破砕対象物をこじることがない。そして、ブレーカ６の空打ちが少なくなるとともに、ブレーカ作業中に作業アーム、旋回、走行などの操作を行うとブレーカ６が停止するので、ブレーカ６に横荷重が作用せずブレーカ６の寿命を延ばすことができる。
【符号の説明】
【００５１】
４ａ：ブームシリンダ（垂直押付けシリンダ、油圧シリンダ）
５ａ：アームシリンダ（水平押付けシリンダ、油圧シリンダ）
６：ブレーカ
１１ａ、１１ｂ：ブレーカ制御弁
１９：第３ポンプ（油圧ポンプ）
２０：アンロード弁
２１：アキュムレータ
２２：電磁比例弁
２３：ブーム電磁弁（電磁切換弁）
２４：アーム電磁弁（電磁切換弁）
２５：ブレーカ電磁弁（ブレーカ操作器）
２６：ブームシリンダ圧センサ（圧力検出器）
２７：アームシリンダ圧センサ（圧力検出器）
３１：ブレーカスイッチ
３２：作業姿勢選択器
３３：押付け力ダイヤル（押付け圧設定器）
３４：操作検出手段
５０：油圧ショベル（作業機械）
５２：油圧ブレーカ制御装置
５４：圧油供給手段
５６：油圧源
【図１】
2011058281.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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