(57)【要約】【課題】被測定物の重量を計測するために必要な油圧シリンダの荷重を簡便かつ迅速に、しかもより正確に測定できるようにする。【解決手段】作業装置１０のフォークグラップル１４により保持させた被測定物を、ブームシリンダ１５のブーム上げ動作を行って被測定物を所定の高さ位置まで持ち上げて停止させた後に、ブームシリンダ１４により一度ブーム下げ方向に動作させるようになし、次いでこのブーム下げ動作を停止させた後、僅かな時間経過した時に、コントローラ２５からブームシリンダをブーム下げ方向に向けての調整下げ指令を出すようになし、この調整下げ指令が出力された時には、ブームは動かないか、若しくはブーム下げ動作時より短いストロークだけ下げ動作を行うようにする。【選択図】図３
2012185006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の重量を計測するために、建設機械のフレームに装着され、ブームシリンダにより上げ下げ動作するブームを有する作業装置と、この作業装置に設けられ、前記被測定物を保持する被測定物保持手段とを備え、ブーム上げ動作により前記被測定物を持ち上げた状態で、前記ブームシリンダのピストンで区画形成されるボトム室とロッド室との圧力を測定して、このブームシリンダの荷重を測定する荷重測定装置において、
前記ブームシリンダを駆動するために、このブームシリンダの前記２つの油室を、油圧ポンプと作動油タンクとの間に切り換える流路切換手段と、
前記流路切換手段により前記被測定物を保持したブーム上げ動作を行って停止させた後に、ブーム下げ動作を行わせるブーム下げ動作制御手段とを備え、
前記ブーム下げ動作制御手段は、一度ブーム下げ指令を出力し、次いで前記ブームシリンダを停止させた後に、少なくとも１度前記ブームシリンダをブーム下げ方向に向けて調整下げ指令を出力するものであり、
前記調整下げ指令が出力されたときには、前記ブームは動かないか、若しくはブーム下げ動作時より短いストロークだけ下げ動作を行うように設定する
構成としたことを特徴とする建設機械を用いた荷重測定装置。
【請求項２】
前記流路切換手段は油圧パイロット式の方向切換弁を有するものであり、前記ブーム下げ指令及び前記調整下げ指令に基づいて、電磁弁が操作されるものであり、前記ブーム下げ動作制御手段は、前記電磁弁の励磁電圧及び励磁時間により制御する構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械を用いた荷重測定装置。
【請求項３】
前記流路切換手段には電磁パイロット式の方向切換弁を有するものであり、前記ブーム下げ動作制御手段は、前記電磁パイロット部の励磁電圧及び励磁時間により制御する構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械を用いた荷重測定装置。
【請求項４】
被測定物の重量を計測するために、建設機械のフレームに装着され、ブームシリンダにより上げ下げ動作するブームを有する作業装置に被測定物保持手段を設け、この被測定物保持手段により前記被測定物を持ち上げたブームシリンダの荷重を測定する荷重測定方法であって、
前記ブームシリンダを作動させて、前記被測定物保持手段で保持されている前記被測定物を持ち上げるブーム上げ動作を行わせ、
次いでブームシリンダを作動させて、一度ブーム下げ動作を行わせた後、このブームシリンダを停止させ、
さらにブームの調整下げ指令に基づいて前記ブームは動かないか、若しくはブーム下げ動作時より短いストロークだけ下げ動作を行うようになし、
この調整下げ終了後に、前記ブームシリンダのピストンで区画形成されている２つの油室の圧力を測定する
ことを特徴とする建設機械を用いた荷重計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブームを有する作業装置をフレームに装着した建設機械を用いて、被測定物の重量を計測するために、ブームシリンダに作用する荷重を測定する荷重測定装置及び測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されているように、建設機械としての油圧ショベルを用いて測定対象となる被測定物の重量を計測することは可能である。この特許文献１では、油圧ショベルのバケットを含む作業装置にフックを設け、このフックに被測定物を吊り下げて、ブーム上げ動作を行って、この被測定物を地上から持ち上げた状態に保持するようになし、このときに作用するブームシリンダの油圧力に基づく荷重を測定して、被測定物の重量を演算で求めるようにしている。ブームシリンダには被測定物だけでなく、作業装置全体の荷重が作用していることから、作業装置の姿勢状態に応じた荷重を測定して、この作業装置の荷重を差し引くことによって、被測定物の重量が計測されることになる。
【０００３】
特許文献１によれば、被測定物を吊り下げたときに、ブームシリンダの保持力と、作業装置の姿勢状態に基づくブーム及びアームの重量、より正確にはこれらの重量とバケット等のフロントアタッチメントの重量とに基づいて、この被測定物の重量計測を行うことができるとされている。
【０００４】
ブーム，アーム及びフロントアタッチメントの重量は既知である。そして、フレームに対するブームの角度と、ブームの先端に連結したアームのブームとの角度とを検出することによって、作業装置の姿勢が検出される。また、ブームシリンダの保持力の測定はロッド室側とボトム室側の受圧面積差とロッド室及びボトム室とに作用する圧力を検出することにより得られる。ここで、ブームシリンダは、通常、シリンダチューブの端部がフレームに取り付けられており、ピストンロッドの先端がブームの中間位置に取り付けられている。そして、ピストンのボトム側及びロッド側の受圧面積をそれぞれＡＰｂ，ＡＰｒとし、またボトム室及びロッド室に作用する圧力をＰｂ，Ｐｒとしたときに、保持力Ｆは（Ｐｂ×ＡＰｂ−Ｐｒ×ＡＰｒ）となる。
【０００５】
ここで、保持力Ｆは、ブームシリンダが受承している全荷重であるが、この保持力Ｆからブームシリンダに作用している作業装置の荷重を差し引くために、ブームの基端部、つまりブームフート部におけるその回動中心から、ブームシリンダの取付部までの距離をＬとし、ブームの重心位置までの水平距離をｘ１、アームの重心位置までの水平距離をｘ２、さらに被測定物を保持しているフロントアタッチメントの重心位置までの水平距離をｘ３とし、またブームの重量をＷ１，アームの重量をＷ２、フロントアタッチメントの重量をＷ３としたときに、被測定物の重量Ｗは、Ｗ＝Ｌ／ｘ３×｛Ｆ×Ｌ−（Ｗ２×ｘ２）−（Ｗ１×ｘ１）｝−Ｗ３を演算することにより計測できる。
【０００６】
以上のようにして被測定物の重量の計測を行うことができるが、ブームシリンダによるブーム上げ動作により被測定物を地上から浮上させて、所定の高さ位置まで持ち上げた状態で、ブームシリンダの作動を停止させ、このブームシリンダの荷重、つまりブームシリンダの保持力Ｆを測定する。ただし、ブーム上げ動作を行った直後では、ブームシリンダのボトム側に保持力Ｆ以上の圧力が作用している場合があり、このために正確な測定が行われない可能性がある。
【０００７】
油圧シリンダが何らかの力が作用して両油室間で圧力の均衡がとれていない状態で停止しても、本来であれば時間の経過とともに圧力のバランスが回復することになる。しかしながら、ピストンとシリンダチューブ内面との間に、またピストンロッドのシリンダチューブからの導出部にシール部材が介在しており、これらの部位には静止摩擦力が作用している。従って、圧力が不均衡な状態で停止したときには、静止摩擦力により保持されている圧力分が測定誤差となる。このために高い測定精度が得られない。
【０００８】
以上の点を勘案して、特許文献１では、ブームシリンダのボトム室及びロッド室を油圧ポンプと作動油タンクと接続する方向切換弁を交互に切り換える構成としている。その結果、ピストンの両受圧面に交互に油圧が作用して、ブームシリンダが伸縮しない程度で微小振動することになって、ピストンに作用する静止摩擦力を減殺することができ、もって静止摩擦力の影響による測定誤差を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１９７１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ブームシリンダの保持力を測定するためには、このブームシリンダのボトム室とロッド室との圧力を検出することから、安定した測定を行うには、これら２室の圧力が変動しないようにするのが望ましい。特許文献１のように、交互に油圧を作用させるようにすると、荷重測定の際に、この圧力変動要因を除去しなければならず、このために演算が複雑になる等といった問題点がある。
【００１１】
ところで、ブームシリンダを極めて緩やかに停止させると、ロッド室とボトム室との間における圧力の不均衡を解消することができ、荷重測定の精度を向上させることができる。特に、ブームを上げ動作させている間はボトム室側に駆動圧が作用していることから、ブーム上げ動作を行った後、一度ブームシリンダを停止させ、次いで下げ動作を行わせるようになし、この下げ動作の停止を極めて緩やかに行うと、ピストンのいずれの受圧面にも余剰の油圧力が作用することがなくなり、ブームシリンダによる保持力である荷重を正確に測定することができる。しかしながら、そうすると、ブームの動作が緩慢になって、荷重測定に多大の時間を要することになる。
【００１２】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被測定物の重量を計測するために必要な油圧シリンダの荷重を簡便かつ迅速に、しかもより正確に測定できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するために、被測定物の重量を計測するために、建設機械のフレームに装着され、ブームシリンダにより上げ下げ動作するブームを有する作業装置と、この作業装置に設けられ、前記被測定物を保持する被測定物保持手段とを備え、ブーム上げ動作により前記被測定物を持ち上げた状態で、前記ブームシリンダのピストンで区画形成されるボトム室とロッド室との圧力を測定して、このブームシリンダの荷重を測定する荷重測定装置の発明としては、前記ブームシリンダを駆動するために、このブームシリンダの前記２つの油室を、油圧ポンプと作動油タンクとの間に切り換える流路切換手段と、前記流路切換手段により前記被測定物を保持したブーム上げ動作を行って停止させた後に、ブーム下げ動作を行わせるブーム下げ動作制御手段とを備え、前記ブーム下げ動作制御手段は、一度ブーム下げ指令を出力し、次いで前記ブームシリンダを停止させた後に、少なくとも１度前記ブームシリンダをブーム下げ方向に向けて調整下げ指令を出力するものであり、前記調整下げ指令が出力されたときには、前記ブームは動かないか、若しくはブーム下げ動作時より短いストロークだけ下げ動作を行うように設定する構成としたことをその特徴とするものである。
【００１４】
ブーム及びアームの重量は既知である。また、アームにはアタッチメントとして、被測定物保持手段が装着され、この被測定物保持手段の重量も既知である。この被測定物保持手段は、フックやグラップル等が用いられ、またバケットに収容させた土砂の重量を計測する際において、バケットそのものも被測定物保持手段として機能する。被測定物保持手段がアームに対して、鉛直方向等というように、一定の角度とした状態で測定される場合には、計測上ではアームと一体物とみなすことができる。重量計測時にアームと被測定物保持手段との角度が変化する場合には、ブームフート部の回動中心から、重量Ｗ１となったブームの重心位置までの水平距離ｘ１、重量Ｗ２のアームの重心位置までの水平距離ｘ２、重量Ｗ３を有する被測定物保持手段の重心位置までの水平距離ｘ３とし、被測定物の重量ＷはＷ＝Ｌ／ｘ３×｛Ｆ×Ｌ−（Ｗ３×ｘ３）−（Ｗ２×ｘ２）−（Ｗ１×ｘ１）｝として演算することになる。
【００１５】
被測定物保持手段は、測定対象となる被測定物を保持して、少なくともブームシリンダを駆動して、ブーム上げ動作を行い、この被測定物を地上から持ち上げる。ここで、ブームシリンダは  一般に、ピストンで区画形成されるシリンダチューブの内部の室のうち、ボトム室が下方に位置し、ロッド室が上方に位置することになる。従って、ブーム上げ動作はボトム室にポンプ圧を作用させ、ロッド室をタンク圧とし、ブーム下げ動作はその逆の接続状態とする。ブームシリンダのボトム室に駆動圧を作用させて、ブーム上げ動作により被測定物を所定の高さに持ち上げた状態で停止させたときには、このボトム室に作用している駆動圧によりロッド室との間で圧力バランスが失われた状態となっており、ブームシリンダを停止させても、このブームシリンダのシール部材に作用している静止摩擦力によりこの圧力不均衡は解消されない。
【００１６】
ブーム上げ動作時にブームシリンダに作用していた駆動圧を除去するために、ブームの上げ動作停止後に、一度ブーム下げ動作を行わせる。これによって、駆動圧に基づく圧力の偏在は解消される。ただし、ブーム下げ動作を停止させたときには、慣性力の作用等でブームシリンダの内部圧力が変動する。ここで、軽い被測定物を低速で作動させている状態で停止させたときには、殆ど圧力の変動は発生しないが、被測定物の重量が大きいほど、またブームシリンダの停止直前の速度が速いほど変動が大きなものとなる。さらに、作業装置の停止時の姿勢によっても、圧力変動が生じることになる。
【００１７】
そこで、次の段階において、この圧力の変動に基づく測定のばらつきを解消する。このために、ブームシリンダをブーム下げ方向に向けて調整下げ指令を出力する。ここで、この調整下げ指令があっても、実際にブーム下げの動作しないか、またはブーム下げ動作が行われても、その動作は短時間で緩停止させ、もって圧力バランスの変動が解消されない。ブーム下げ指令があり、また調整下げ指令があれば、ブームシリンダのロッド室にポンプ圧を作用させることになる。ブーム下げの動作時には、ボトム室はタンク圧とすることが必須であるが、調整下げ指令が出力された時には、ボトム室を作動油タンクと必ず接続しなければならない訳ではない。即ち、調整下げ時にブームは圧力の不均衡を解消するだけで、シリンダそのものは動かなくても差し支えなく、またブーム下げの動作が実際に行われても良い。ただし、ブームが下がるように動作させるにしても、調整下げ動作の前に行ったブーム下げ動作時より短いストロークとする。さらに、この調整下げ指令が出された時に、実際に下げ動作が行われる場合には、動作は１回だけでなく、２回以上行うようにしても良い。複数回調整下げを行う場合には、先行の調整下げ時より後続の調整下げ時の方のストロークを小さくする。
【００１８】
従って、調整下げ時には流量及び圧力と切換時間を厳格に制御する必要がある。この調整下げ指令を手動操作で行うこともできるが、制御の正確性を考慮して、電磁的に流路の切り換えを行うように構成するのが望ましい。このためには、流路切換手段を油圧パイロット式の方向切換弁で構成した場合には、ブーム下げ及び調整下げ指令は、電磁弁の操作により制御される構成となし、より好ましくは出力圧を微細に調整できる電磁比例弁を用いるようになし、ブーム下げ動作制御手段は、電磁弁の励磁電圧及び励磁時間により制御する。
【００１９】
また、流路切換手段を、手動操作レバーで操作するのではなく、電気レバーで操作される電磁パイロット式の方向切換弁を有する構成とすることができる。この場合には、ブーム下げ及び調整下げを行うブーム下げ動作制御手段は、電磁パイロット部の励磁電圧及び励磁時間により制御する構成とすることになる。
【００２０】
一方、被測定物の重量を計測するために、建設機械のフレームに装着され、ブームシリンダにより上げ下げ動作するブームを有する作業装置に被測定物保持手段を設け、この被測定物保持手段により前記被測定物を持ち上げたブームシリンダの荷重を測定する荷重測定方法の発明としては、前記ブームシリンダを作動させて、前記被測定物保持手段で保持されている前記被測定物を持ち上げるブーム上げ動作を行わせ、次いでブームシリンダを作動させて、一度ブーム下げ動作を行わせた後、このブームシリンダを停止させ、さらにブームの調整下げ指令が出力されても、前記ブームは実際には動かないか、若しくはブーム下げ動作時より短いストロークだけ下げ動作を行うようになし、この調整下げ終了後に、前記ブームシリンダのピストンで区画形成されている２つの油室の圧力を測定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
建設機械の作業装置における被測定物保持手段のブームシリンダを作動させて、被測定物を持ち上げた状態で、ブームシリンダによる荷重を簡便かつ迅速に、しかも正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】被測定物の重量の計測を行う建設機械の一例として、フォークグラップルを装着した油圧ショベルの構成説明図である。
【図２】被測定物の荷重を測定する機構の回路構成図である。
【図３】被測定物の荷重測定を行うための油圧回路図である。
【図４】荷重測定のタイミングチャート図である。
【図５】被測定物の荷重測定を行うための第２の実施形態を示す油圧回路図である。
【図６】被測定物の荷重測定を行うための第３の実施形態を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に被測定物の重量計測を可能する構成とした建設機械の一例としての油圧ショベルを示す。
【００２４】
図中において、１は下部走行体、２は上部旋回体である。上部旋回体２には、オペレータが機械を操作するために搭乗する運転室３が設けられ、運転室３内には、図示は省略するが、複数の操作レバー等といった操作手段が装着されている。
【００２５】
上部旋回体２には作業装置１０が設けられている。作業装置１０は、上部旋回体２のフレームに俯仰動作可能に設けたブーム１１と、このブーム１１の先端に回動可能に連結して設けたアーム１２と、このアーム１２の先端にリンク機構１３を介して連結したフロントアタッチメントとから構成されている。フロントアタッチメントは目的や用途に合わせて適宜のものを装着することができる。図示したものにあっては、フォークグラップル１４が用いられている。
【００２６】
ブーム１１はブームシリンダ１５により駆動され、アーム１２はアームシリンダ１６により駆動される。また、アーム１２の先端に設けたフォークグラップル１４を駆動するリンク機構１３はアタッチメント駆動シリンダ１７により駆動されるものである。そして、フォークグラップル１４は、複数の保持爪１４ａ、通常は４箇所の保持爪１４ａを有するものであり、これらの保持爪１４ａは開閉可能となっている。なお、この保持爪１４ａはフォークグラップル１４に内蔵した油圧シリンダで開閉操作されるが、このフォークグラップル１４の開閉機構については、従来から周知であるので、図示及び具体的な説明は省略する。
【００２７】
作業装置１０のフォークグラップル１４で被測定物を保持して、少なくともブームシリンダ１５を作動させることによって、ブーム１１の上げ動作を行わせ、もって被測定物を持ち上げる。そして、このときのブームシリンダ１５に作用する荷重を測定することによって、ブームシリンダ１５の保持力が測定されて、この保持力と、ブーム１１，アーム１２及びフォークグラップル１４の重量と、作業装置１０の姿勢とから所定の演算を行うことによって、被測定物の重量を計測される。
【００２８】
このために、油圧ショベルには、図２に示した重量計測用の回路構成を備えている。まず、作業装置１０の姿勢を検出するために、ブームフート部と、ブーム１１とアーム１２との連結部と、アーム１２とフォークグラップル１４との連結部とには、それぞれブーム角度センサ２０，アーム角度センサ２１及びアタッチメント角度センサ２２を備えている。また、ブームシリンダ１５のボトム室とロッド室との圧力を検出するために、ブームボトム圧力センサ２３とブームロッド圧力センサ２４とが設けられている。
【００２９】
以上の各センサ２０〜２４の検出信号はコントローラ２５に取り込まれて、このコントローラ２５により所定の演算処理を行うことによって、被測定物の重量が計測される。ここで、ブームボトム圧力センサ２３及びブームロッド圧力センサ２４の測定値から直接ブームシリンダ１５に作用する荷重、つまりブームシリンダ１５の保持力が確定するものではなく、測定値から誤差成分を除去する必要がある。このために、運転室３内にはタッチパネル式のモニタ２６が設けられており、このモニタ２６に設けたスイッチを操作することによって、被測定物の重量計測が行われる。ここで、被測定物の重量計測に関連するスイッチとしては、計測スイッチ２７と積算スイッチ２８とである。また、モニタ２６には荷重表示部２９，回数表示部３０，積算表示部３１が設けられている。
【００３０】
ここで、ブームシリンダ１５の荷重測定に当って、誤差成分を除去する機構を備えている。この機構はブーム下げを制御するものであり、図３に示したように、ブームシリンダ１５を駆動する油圧回路に組み込まれている。この油圧回路において、３２は油圧ポンプ，３３は作動油タンクであり、ブームシリンダ１５のピストン１５ａにより区画形成されている２つの油室、即ちボトム室Ａ及びロッド室Ｂと、油圧ポンプ３２，作動油タンク３３との間に流路を切り換えるための流路切換手段として方向切換弁３４が設けられる。この方向切換弁３４は、油圧パイロット式で切り換えられるものであり、このためにパイロット弁３５が設けられている。このパイロット弁３５は操作レバー３６により手動で切換操作されるものであり、方向切換弁３４に設けた油圧パイロット部３４ＰＡ，３４ＰＢはパイロットポンプ３７と作動油タンク３３とに切り換え可能に接続されている。
【００３１】
以上のように構成し、パイロット弁３５に接続した操作レバー３６を操作することによって、方向切換弁３４の切り換えが行われる。即ち、パイロットポンプ３７を方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＡと接続し、油圧パイロット部３４ＰＢを作動油タンク３３に接続すると、方向切換弁３４が右側の切換位置に切り換わる。その結果、ブームシリンダ１５の油室Ａに圧油が導かれて、ピストンロッド１５ｂが伸長する。これによって、ブーム１１が上げ動作される。また、パイロットポンプ３７が方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＢと接続し、油圧パイロット部３４ＰＡが作動油タンク３３に接続することになって、方向切換弁３４が左側の切換位置に切り換わり、ブームシリンダ１５の油室Ｂに圧油が導かれて、ピストンロッド１５ｂが縮小して、ブーム１１が下げ動作を行うことになる。
【００３２】
ブームシリンダ１５の荷重を測定する際の誤差成分を除去する。その手順は、フォークグラップル１４に保持させた被測定物が所定の高さ位置に保持されている状態で、作業装置１０が作動状態から停止状態に移行し、その後にブーム下げ動作を行わせるようにする。このブーム下げ動作は、一度ブーム１１を下げる操作をおこなって、フォークグラップル１４が所定高さ位置まで下降した後、この動作を停止させる。その後に、ブームシリンダ１５をブーム下げ方向に向けても動作させて、調整下げを行わせるものである。ここで、ブーム下げ動作は実際にブーム１１を動かすものであるが、調整下げ時には、ブーム１１が動くようにしても良いが、ブーム１１は必ずしも動かす必要はない。その制御は、モニタ２６に設けた計測スイッチ２７を押下することによって、コントローラ２５からの信号に基づいて行われる。従って、コントローラ２５に設定した動作プログラムがブーム下げ動作制御手段として機能することになる。
【００３３】
前述した調整下げ動作時には、方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＢにパイロットポンプ３７からの油圧が作用することになるが、この油圧の作用はパイロット弁３５を介して行うのではなく、電磁比例弁３８を介して方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＢに作用させる。このために、パイロットポンプ３７と方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＢとの間には、パイロット弁３５を介さないバイパス流路３９が接続されており、電磁比例弁３８はこのバイパス流路３９に設けられている。そして、コントローラ２５からの信号が電磁比例弁３８のソレノイドに入力されて、電流及び通電時間が制御されることになる。
【００３４】
以上のように構成することによって、油圧ショベルの作業装置１０におけるフォークグラップル１４により保持されている被測定物の重量を正確に、しかも迅速に計測できる。この被測定物の重量の計測手順は図４に示す通りである。
【００３５】
即ち、フォークグラップル１４により被測定物を持ち上げる操作等が行われて、作業装置１０を停止させる。この状態から、モニタ２６の計測スイッチ２７を押下する。これによって、計測が開始される。ここで、図４においては、細線はブームシリンダ１５のボトム室Ａの圧力変動であり、細点線はロッド室Ｂの圧力であり、従って荷重の現在値は太線のようになる。また、ブーム下げについての動作も太線で示す。
【００３６】
図４の状態の前の段階では、ブームシリンダ１５によりブーム上げ動作が行われていたとする。従って、この段階ではブームシリンダ１５のボトム室Ａ側に駆動圧が作用している。そして、ブームシリンダ１５が停止して、そのボトム室Ａ及びロッド室Ｂが油圧ポンプ３２とも、また作動油タンク３３とも遮断されると、これらの油室は圧力が大きく変動するが、この圧力変動は時間とともに収束に向かう。ただし、ブームシリンダ１５には静止摩擦力が作用しているので、ボトム室Ａとロッド室Ｂとが圧力バランスが取れない状態で変動するものであり、ブームシリンダ１５が保持している重量や、ブーム上げ速度、さらには作業装置１０の姿勢によっては、異なる圧力変動を示す。
【００３７】
そこで、まず操作レバー３６を操作してブーム下げ指令を行い、パイロット弁３５を切り換える。その結果、ブームシリンダ１５のロッド室Ｂ側にポンプ圧が作用し、ボトム室Ａ側は作動油タンク３３と接続されることになり、ボトム室Ａの圧力が低下し、かつロッド室Ｂの圧力がさらに低下していく。そして、この間にも、なおボトム室Ａ及びロッド室Ｂの内部圧力が僅かではあるが変動する。ここで、ブーム下げの動作は短時間とし、フォークグラップル１４またはそれに保持されている被測定物が下降する方向に僅かに動いたことを検出した直後に操作レバー３６を操作して、方向切換弁３４を中立位置に戻す。
【００３８】
ここで、計測スイッチ２７がＯＮ状態にあるから、ブーム下げ指令を停止して僅かな時間中立位置に保った後に、コントローラ２５からの調整下げ指令により電磁比例弁３８に所定電流が所定時間だけ流れる。その結果、ブーム下げ動作時にもボトム室Ａとロッド室Ｂとで多少の圧力変動があったものが、ロッド室Ｂに圧力を導入することにより安定化される。ここで、調整下げはロッド室Ｂ内に油圧ポンプ３２からの圧力を導くものであるが、ブーム１１を実際に下げ動作させる必要はない。また、ブーム１１の下げ動作が行われたとしても、その動きは操作レバー３６の操作によるブーム下げ動作より短いストロークとする。また、この調整下げ指令は複数回繰り返すことも可能であり、この場合には、後続の調整下げの動作は先行の調整下げの動作より動きを小さくする。その結果、あたかも、ブーム１１を下げ動作させて、極めて緩やかに停止した状態となり、ブームシリンダ１５に作用するシール部材による静止摩擦力等の影響を排除することができる。
【００３９】
以上のようにしてブーム下げ動作制御を行った後、ブームシリンダ１５のボトム室Ａとロッド室Ｂとの圧力が安定し、その間の圧力バランスが取れることになり、このブームシリンダ１５におけるボトム室Ａとロッド室Ｂとの間の油圧力の差は、それに作用する荷重を受承する保持力のみとなる。つまり、ピストン１５ａの両面における受圧面積の差分と、ブームシリンダ１５に作用する作業装置１０及び被測定物の重量分からなる圧力差がボトム室Ａとロッド室Ｂとの間に生じることになる。そこで、この圧力差から作業装置１０を構成するブーム１１，アーム１２及びフォークグラップル１４との姿勢に基づくブームシリンダ１５への負荷分を差し引くことによって、被測定物の重量を計測できる。
【００４０】
このように、調整下げ指令を出力することにより、ブーム１１の下げ動作を行い、この下げ動作を衝撃のない状態で停止させたと同様の状態になり、しかも迅速かつ確実にこの停止動作を行うことができるので、ブームシリンダ１５の荷重測定を正確に行うことができる。このようにして測定されたブームシリンダ１５の保持力から、ブーム１１，アーム１２及びアタッチメントとしてのフォークグラップル１４の角度センサ２０，２１，２に基づく作業装置１０の姿勢と、予め設定されているブーム１１，アーム１２及びフォークグラップル１４の重量から演算により被測定物の重量を計測することができる。
【００４１】
ところで、前述した被測定物の重量計測は、例えば、ダンプトラックの荷台に荷を載せて、搬送するに当って、荷の総重量を計測するという場合に用いることができる。このために、パネル２６には積算スイッチ２８と、回数表示部３０及び積算表示部３１が設けられている。そして、この積算スイッチ２８を押下すると、ダンプトラックへの荷の積載回数と総重量とが表示される。従って、複数回積載する場合を考慮すると、総重量を知るには、被測定物の１回分の計測時における計測精度は極めて重要であり、静止摩擦力の影響による誤差を排除できることは、計測誤差を最小限に抑制できる。
【００４２】
前述した第１の実施形態では、方向切換弁３４を油圧パイロット方式のものとしたが、図５に示したように、電磁パイロット式の方向切換弁１３４を用いる場合には、この方向切換弁１３４の電磁パイロット部１３４ＳＡ及び１３４ＳＢにコントローラを接続し、電磁パイロット部１３４ＳＢを励磁することによって、方向切換弁１３４をブーム下げ方向に動作させ、最初のブーム下げ動作は所定量ブーム１１を下げる動作を行わせ、次いで調整下げを行わせるが、この動作は手動操作ではなく、コントローラ２５からの信号に基づいて制御されることから、励磁電流の値と励磁時間を制御することによって、調整下げを正確に制御することができる。なお、図５において、これら以外の構成要素については、前述した第１の実施形態と同様の符号を付しておく。
【００４３】
さらに、油圧パイロット方式の方向切換弁３４の切り換えを操作レバー３６により切り換わるパイロット弁３５を介して行うだけでなく、図６に示したように、電磁比例弁２００，２０１により切換可能な構成とすることもできる。従って、ブーム下げと調整下げとをコントローラ２５からの指令信号に基づいて制御される。
【００４４】
この場合には、電磁比例弁２００，２０１からの流路とパイロット弁３５からの流路との合流部に高圧選択弁２０２，２０３を設けるようにする。これによって、油圧ショベルとしての動作を行わせる際には、パイロット弁３５を手動操作することによって、パイロットポンプ３７のポンプ圧を高圧選択弁２０２または２０３を介して方向切換弁３４の油圧パイロット部３４ＰＡまたは３４ＰＢに供給される。
【００４５】
一方、パイロット弁２３６を中立位置に保持した状態で、ブームシリンダ１５に作用する荷重を測定するに当って、計測スイッチ２７を操作すると、電磁比例弁２００が開くことになり、パイロットポンプ３７のポンプ圧は、高圧選択弁２０２を介して方向切換弁２３４の油圧パイロット部２３４ＰＡに供給される。そして、ブーム下げの動作が終了すると、一度電磁比例弁２００が閉じるように操作され、次いで再び電磁比例弁２００が開くことになる結果、調整下げに入ることになる。
【００４６】
ここで、ブーム下げ時と、調整下げ時とでは、ブームシリンダ１５のロッド室Ｂに供給される油圧ポンプ３２からの流量及び供給時間が異なるが、電磁比例弁２００を用いることによって、コントローラ２５からの信号に基づいて、厳格に制御することができるものである。また、ブームシリンダ１５の荷重測定時には、ブーム下げの動作の前に行われるブーム上げ動作により被測定物を持ち上げるが、この動作もコントローラ２５からの信号に基づいて、電磁比例弁２０１を作動させることにより行わせることもできる。従って、流量及びその供給時間を段階的に小さくなるように複数段で調整下げの動作を行うようにすることもでき、さらに緩やかに停止させることができ、静止摩擦力による影響排除効果はより向上する。
【００４７】
なお、図６においては、前述以外の構成については、図３と同じ符号を付すようにしている。
【符号の説明】
【００４８】
１０  作業装置                    １１  ブーム
１２アーム                        １４  フォークグラップル
１５  ブームシリンダ              １５ａ  ピストン
１５ｂ  ピストンロッド            ２０  ブーム角度センサ
２１  アーム角度センサ            ２２  アタッチメント角度センサ
２３  ボトム圧力センサ            ２４  ブームロッド圧力センサ
２５  コントローラ                ２６  モニタ
２７  計測スイッチ                ２８  積算スイッチ
３２  油圧ポンプ                  ３３  作動油タンク
３４，１３４  方向切換弁          ３４ＰＡ，３４ＰＢ  油圧パイロット部
３５  パイロット弁                ３６  操作レバー
３７  パイロットポンプ            ３８，２００，２０１  電磁比例弁
１３４ＳＡ，１３４ＳＢ  電磁パイロット部
【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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