JPH1089306A - 作業機の制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、油圧源からの供給油を複数の油圧
アクチュエータに供給して作業機を駆動するようにした
作業機の制限装置であって、複数の油圧アクチュエータ
を駆動するために各油圧アクチュエータが要求する油量
の合計要求油量よりも油圧源からの供給油量が以下の時
に供給油量の範囲内で複数の油圧アクチュエータを駆動
するように油量制限をしているが、複数の油圧アクチュ
エータを駆動している状態から単独（あるいは操作数を
少なくした複数操作）の油圧アクチュエータを駆動する
ようにした時に、前記油量制限が急に解除され油圧アク
チュエータの駆動速度が急に速くなるのを防止すること
を目的とする。 【解決手段】 前記合計要求油量が前記供給油量以上の
状態から供給油量以下の状態になった時に油量制限を徐
々に解除する油量制限解除手段を配置したことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧源からの供給
油を複数の油圧アクチュエータに供給して作業機を駆動
するようにした作業機の制限装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の作業機として図２に図示す
る高所作業車Ａを例に以下に説明する。高所作業車Ａ
は、車両１上に旋回自在に旋回台２を配置し、当該旋回
台２に起伏自在に伸縮ブーム３を設け、伸縮ブーム３の
先端部に作業台４を設けている。そして旋回台２は車両
１と旋回台２間に配置した旋回駆動装置により旋回駆動
可能にしており、旋回駆動装置には旋回モータ５を備え
当該旋回モータ５を駆動することにより旋回するように
なっている。伸縮ブーム３と旋回台２間には起伏シリン
ダ６が配置され、車両１に対して伸縮ブーム３を起伏で
きるようにしてある。また、伸縮ブーム３は基ブーム
７、中間ブーム８、先ブーム９の多段ブームからなり、
少なくとも基ブーム７と中間ブーム８間のには伸縮シリ
ンダ１１が配置され基ブーム７に対して中間ブーム８が
伸縮駆動されるようにしている。中間ブーム８に対して
先ブーム９は、適宜の伸縮駆動装置（基ブーム７に対し
て中間ブーム８の伸縮動に連動して伸縮駆動する同時伸
縮装置等があり図示しない）が配置してある。ここで旋
回モータ５、起伏シリンダ６、伸縮シリンダ７は、特許
請求の範囲の請求項１に記載の油圧アクチュエータに該
当する。

【０００３】このような高所作業車Ａは、作業台４上に
備えた操作装置Ｂを操作することで前記各油圧アクチュ
エータを駆動できるようにしてある。操作装置Ｂは、図
３に図示する如く、旋回操作レバー１１を操作すること
により旋回操作信号ａを出力する旋回操作出力手段１２
と、起伏操作レバー１３を操作することにより起伏操作
信号ｂを出力する起伏操作出力手段１４と、伸縮操作レ
バー１５を操作することにより伸縮操作信号ｃを出力す
る伸縮操作出力手段１６からなっている。

【０００４】旋回操作信号ａ、起伏操作信号ｂ、伸縮操
作信号ｃは、それぞれ制御装置１７，１８，１９に伝達
される。制御装置１７，１８，１９は、電磁比例制御弁
で構成されて操作方向と操作量は前記操作信号ａ，ｂ，
ｃによって決定される。そして油圧源２０からの油が旋
回モータ５、起伏シリンダ６、伸縮シリンダ７、に制御
装置１７，１８，１９を介して供給される。

【０００５】すなわち、高所作業車Ａは、作業台４上に
備えた操作装置Ｂ（旋回操作レバー１１、起伏操作レバ
ー１３、伸縮操作レバー１５）からの操作信号に基づい
て、制御装置１７，１８，１９を介して旋回モータ５、
起伏シリンダ６、伸縮シリンダ７を駆動するようにして
ある。

【０００６】ところで、各操作レバー１１，１３，１５
を単独で操作して旋回モータ５、起伏シリンダ６、伸縮
シリンダ７をそれぞれ単独で駆動させる場合は、各油圧
アクチュエータの単独駆動に必要とする要求油量よりも
前記油圧源２０からの供給油量が多いため、操作レバー
の操作量に基づいて各油圧アクチュエータの駆動速度が
決定されるようにしてある。しかし、操作レバーを複数
操作すると、前記複数操作に伴う各操作に要求される要
求油量の合計要求油量と前記油圧源２０から供給される
供給油量の関係において、合計要求油量が供給油量を超
えている時には、操作に係る油圧アクチュエータの負荷
の少ない油圧アクチュエータのみ駆動して負荷の大きい
油圧アクチュエータが駆動しないと言う問題があり、こ
れに対処するために次のような制限装置Ｃを備えてい
た。

【０００７】すなわち図３に図示する如く、従来の作業
機の制限装置Ｃは、供給油量算出手段２１と、合計要求
油量算出手段２２と、流量制限判別手段２３と、油量制
限装置２４，２５，２６を備えている。供給油量算出手
段２１、は以下のようにして油圧源２０の供給油量を求
めるものである。前記油圧源２０は、高所作業車Ａの走
行用エンジンで駆動される油圧ポンプから供給されるよ
うになっており、その供給油量Ｑａはポンプ容量とエン
ジン回転数が判明すれば計算により算出することができ
る。油圧源２０の油圧ポンプが定容量ポンプでエンジン
回転も定回転させるものであれば、予め供給油量Ｑａは
決定されるが、油圧ポンプが可変容量ポンプでエンジン
回転も可変させるものであれば、油圧ポンプ吐出容量検
出器とエンジン回転検出器を用い、両検出器からの検出
値をもとに供給油量Ｑａを求めることができる。

【０００８】合計要求油量算出手段２２は、各操作レバ
ーを操作した場合における操作装置Ｂが要求している合
計要求油量Ｑｂを求めるために、前記操作信号ａ，ｂ，
ｃの合計を合計要求油量Ｑｂとして算出できるようにし
ている。流量制限判別手段２３は、供給油量算出手段２
１で算出した供給油量Ｑａと合計要求油量算出手段２２
で算出した合計要求油量Ｑｂを比較し、合計要求油量Ｑ
ｂが供給油量Ｑａ以下の時には所定の油量制限信号が出
力され（制限比率Ｋ＝１に基づく信号を出力する。）、
合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａ以上の時には供給油量
Ｑａと合計要求油量Ｑｂの比率（油量制限比率Ｋ＝Ｑａ
／Ｑｂ）に基づく油量制限信号を出力するようになって
いる。

【０００９】油量制限装置２４，２５，２６は、前記操
作信号ａ，ｂ，ｃを制御装置１７，１８，１９に伝達さ
せる途中の経路にそれぞれ介装させ、流量制限判別手段
２３からの油量制限信号を受けた時に、油量制限比率
（Ｋ＝Ｑａ／Ｑｂ）に基づいて操作信号ａ，ｂ，ｃをａ
×Ｑａ／Ｑｂ，ｂ×Ｑａ／Ｑｂ，ｃ×Ｑａ／Ｑｂに変更
して制御装置１７，１８，１９に伝達させるようになっ
ており、流量制限判別手段２３からの油量制限比率信号
が所定（Ｋ＝１）の時には、前記操作信号ａ，ｂ，ｃが
直に制御装置１７，１８，１９に伝達させるようになっ
ている。

【００１０】このように制限装置Ｃを備えた従来の作業
機の制限装置は、操作レバーを複数操作すると、前記複
数操作に伴う合計要求油量Ｑｂと前記油圧源２０から供
給される供給油量Ｑａの関係において、合計要求油量Ｑ
ｂが供給油量Ｑａを超えている時には、流量制限判別手
段２３から供給油量Ｑａと合計要求油量Ｑｂの比率で油
量制限が行われるので、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑ
ａを超えている操作をしても供給油量Ｑａで操作できる
範囲内での操作信号しか制御装置１７，１８，１９に出
力されず、もって油圧アクチュエータの負荷の少ない油
圧アクチュエータのみ駆動して負荷の大きい油圧アクチ
ュエータが駆動しないと言う問題は生じないようにする
ことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記制限装
置Ｃを備えた従来の作業機の制限装置は、次のような課
題を有していた。すなわち、複数の操作レバーを操作し
て合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａを超え供給油量Ｑａ
と合計要求油量Ｑｂの比率で油量制限が行われている時
に、複数の操作レバーのうちいずれか１つの操作レバー
を残し後の操作レバーをもとに戻した状態にすると、操
作をしたままの油圧アクチュエータは油量制限が行われ
ていた状態から突如制限が行われなくなり、急激に速度
が増して駆動する。

【００１２】このことは例えば、図４に図示するグラフ
から理解できる。まず図４の説明に入る前に通常操作レ
バーに対する油圧アクチュエータの作動には少しの遅れ
を持たせていることを説明しておく。すなわち、各操作
レバーにより各油圧アクチュエータを起動させる時には
緩起動し、停止させる時には緩停止するようにしてい
る。そして通常緩起動時間はＴ１に設定し、緩停止時間
はＴ２に設定し、Ｔ１＞Ｔ２の関係となっている。なぜ
なら、緩起動時には緩やかに立ち上げてもよいが、停止
時には緩やかに停止させると停止操作（操作レバーの中
立復帰）時点での伸縮ブーム３の位置から伸縮ブーム３
の停止する位置までの移動量（流れ量）が大きくなり、
オペレータの想定していた停止位置に反した停止位置で
停止することになるため、緩起動時に比較して緩停止時
間を短く設定している。

【００１３】このような緩起動、緩停止の機能を持つ操
作レバーで、起伏操作レバー１３と伸縮操作レバー１５
による操作をした場合の例を図４に図示し以下に説明す
る。図４において、起伏操作レバー１３を単独操作する
と速度Ｖ１に達するまでにＴ１の時間で加速され以後速
度Ｖ１で伸縮ブーム３が起伏される。起伏操作を単独で
行っている時に伸縮操作レバー１５を操作して複数の操
作をすると、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａを超え供
給油量Ｑａと合計要求油量Ｑｂの比率で油量制限が行わ
れて、起伏速度はＶ２に減速され以後複数操作している
間速度Ｖ２で伸縮ブーム３は起伏する。次に、伸縮操作
レバー１５を元に戻し起伏操作レバー１３の単独操作に
すると、油量制限解除されて起伏速度はＶ１にＴ２の時
間で加速される。すなわち、伸縮操作レバー１５がＴ２
の時間で停止するものだから、伸縮ブーム３はＴ２の時
間で起伏するようになる。この時Ｔ１＞Ｔ２の関係から
通常の起伏操作レバー１３による加速よりも油量制限解
除されてからの加速が大になることが図４により判る。

【００１４】すなわち、単独操作から複数の併用操作を
した時には速度がＶ１からＶ２に緩やかに減速される
が、複数の併用操作から単独操作をした時に急に速度が
Ｖ２からＶ１に加速するので操作性ならびに安全性が問
題になるものであった。したがってオペレータは複数の
併用操作から単独操作する時には、上記の状態にならな
いようすべての操作を一旦中立に（元に戻す操作）して
から単独操作をするよう注意を払って操作をする必要が
あり、上記制限装置Ｃを備えているためにかえって操作
性を悪くする原因になっていた。また、操作速度が急変
するために作業台に搭乗していたオペレータが場合によ
れば脱落してしまうことも考えられ安全性に欠けるもの
となっていた。本発明は、上記課題を解決した作業機の
制限装置を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、油圧源からの供給油を複数の油
圧アクチュエータに供給して作業機を駆動するようにし
た作業機の制限装置であって、複数の油圧アクチュエー
タを駆動制御するために各油圧アクチュエータに対応し
て配置した各制御装置と、各制御装置にそれぞれ操作信
号を出力する操作装置と、各油圧アクチュエータ毎に供
給される油量を制限する各油量制限装置と、操作装置の
操作に基づき各制御装置から各油圧アクチュエータに供
給される油量の合計を合計要求油量とし算出する合計要
求油量算出手段と、前記油圧源の供給油量を算出する供
給油量算出手段、および合計要求油量と供給油量を比較
し合計要求油量が供給油量以下の時は前記油量制限装置
により各油圧アクチュエータへの供給油量の制限を行わ
ないようにし、合計要求油量が供給油量以上の時は合計
要求油量に対する供給油量の比率で前記油量制限装置に
より各油圧アクチュエータへの供給油量を制限するよう
前記油量制限装置に油量制限信号を出力する油量制限判
別手段により構成した作業機の制限装置において、前記
合計要求油量が前記供給油量以上の状態から供給油量以
下の状態になった時に前記油量制限装置による油量制限
を徐々に解除する油量制限解除手段を配置したことを特
徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を、図１
〜図３に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態
に係る作業機の制限装置を説明するにあたり、従来の技
術で説明した高所作業車Ａに実施した場合を以下に説明
する。したがって、従来の技術で説明した符号１〜２
６、符号ａ，ｂ，ｃ、符号Ａ，Ｖ１，Ｖ２，Ｔ１は、従
来の技術で説明したものと同じであるので、以下の説明
においても同符号を用い詳細な説明を略する。

【００１７】図１において、Ｄは、本発明の実施の形態
に係る作業機の制限装置に用いられる制限装置であっ
て、従来の技術で説明した制限装置Ｃに次に説明する流
量制限解除手段を付加しただけであり他の部分について
は従来の制限装置Ｃに用いられたものと同じである。

【００１８】２７は、流量制限解除手段であって、油量
制限判別手段２３から油量制限装置２４，２５，２６に
至る途中に介装され、前記供給油量算出手段２１と合計
要求油量算出手段２２からの出力信号を受けるように配
置されている。そして前記供給油量算出手段２１と合計
要求油量算出手段２２からの出力信号を受け、前記合計
要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａ以上の状態から供給油量Ｑ
ａ以下の状態になったことを判別し、そのような状態に
なった時には油量制限判別手段２３から出力される油量
制限信号をいきなり解除せずに時間とともに徐々に解除
して油量制限装置２４，２５，２６に伝達するよう遅延
装置を内蔵している。ここで油量制限信号の解除は、一
般に操作の前記緩起動時間Ｔ１と同じかまたは長い時間
であるＴ３で行うよう設定されている。

【００１９】このように構成した本発明の実施の形態に
係る作業機の制限装置は、制限装置Ｄに流量制限解除手
段２７を配置してあるものだから、複数の操作レバーを
操作して合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａを超え供給油
量Ｑａと合計要求油量Ｑｂの比率で油量制限が行われて
いる時に、複数の操作レバーのうちいずれか１つの操作
レバーを残し後の操作レバーをもとに戻した状態にして
も、操作をしたままの油圧アクチュエータは油量制限が
行われていた状態から徐々に制限が解除されるから、急
に速度が変化するのを防止できる。

【００２０】このことは例えば、図４に図示するグラフ
から理解すると、伸縮と起伏の複数の操作をし、合計要
求油量Ｑｂが供給油量Ｑａを超え供給油量Ｑａと合計要
求油量Ｑｂの比率で油量制限が行われて、複数操作して
いる間速度Ｖ２で伸縮ブーム３が起伏している時に、伸
縮操作レバー１５をもとに戻すと、油量制限が徐々に解
除されて起伏速度はＶ１にＴ３の時間で加速される。こ
の時Ｔ１≦Ｔ３の関係から通常の起伏操作レバー１３に
よる加速よりも油量制限解除されてからの加速が小また
は同じになることが図４により判る。

【００２１】以上のように構成し作用する本発明の実施
の形態における作業機の制限装置は、オペレータは複数
の併用操作から単独操作する時に、すべての操作を一旦
中立にしてから単独操作をするよう注意を払って操作を
するといったことをなくすることができ、従来の場合に
比較して操作性のよい制限装置を提供することができ
る。また、操作速度が急変するために作業台に搭乗して
いたオペレータが場合によれば脱落してしまうこともな
く安全な作業機を提供することができる。

【００２２】なお、上記の実施の形態では、伸縮と起伏
の複数の操作をしている時に伸縮操作を止めた場合につ
いて説明したが、他の組み合わせによる操作の場合も同
様に実施できること勿論である。また、複数操作から単
独操作される場合に限らず、３個以上の複数操作から２
個の複数操作に操作される場合であっても、複数の操作
における合計要求油量が供給油量を超えている場合か
ら、超えない状態の複数の操作になっになった時でもよ
く、本発明はそのような場合にでも実施できること勿論
のことである。

【００２３】次に、上記の実施の形態における操作装置
Ｂは、旋回操作レバー１１を操作することにより旋回操
作信号ａを出力する旋回操作出力手段１２と、起伏操作
レバー１３を操作することにより起伏操作信号ｂを出力
する起伏操作出力手段１４と、伸縮操作レバー１５を操
作することにより伸縮操作信号ｃを出力する伸縮操作出
力手段１６で構成し、各操作レバーを単独または併用操
作する場合について説明したが、他の実施の形態として
併用操作が自動的に行われる場合にも実施できる。

【００２４】例えば、高所作業車Ａの作業台４を水平移
動または垂直移動する時等においては、一本の操作レバ
ーによる操作方向と操作量を指示するだけで伸縮操作と
起伏操作を自動的に制御して水平移動または垂直移動で
きるようにしたものが既に知られている。この場合にも
併用操作を行うものであるから上記した流量制限が行わ
れている。そして水平移動または垂直移動制御している
時から単独操作に変更した時に上記した課題が同様に発
生する。この場合にも本発明は適用できるものであり、
操作装置は上記した複数の操作レバーから操作信号が出
力される場合の他に、自動的に操作信号が出力される場
合であっても適用できること勿論である。

【００２５】また、上記実施の形態では、制限装置Ｄを
ブロック図で図示し各装置あるいは手段で説明したが、
他の実施の形態としてこれらの各装置あるいは手段はＣ
ＰＵによるプログラム制御で実施されることは勿論のこ
とである。

【００２６】更に、上記実施の形態では油量制限装置２
４，２５，２６を、操作装置Ｂから各制御装置１７，１
８，１９に出力する各操作信号ａ，ｂ，ｃを制御するこ
とにより油量を制限するものとして説明したが、他の実
施の形態として各制御装置１７，１８，１９と各油圧ア
クチュエータ５，６，７間にそれぞれ配置し、各制御装
置１７，１８，１９から各油圧アクチュエータ５，６，
７に供給される油量を制限するようにしてもよい。

【００２７】次に、上記実施の形態では、本発明の制限
装置を高所作業車に適用する場合について説明したが、
他の実施の形態として同様にクレーン車、穴掘建柱車、
等の作業機にも実施できること勿論のことである。

【００２８】

【発明の効果】以上の如く構成し作用する本発明の作業
機の制限装置は、オペレータは複数の併用操作から単独
操作（または操作を少なくした併用操作）にする時に、
すべての操作を一旦中立にしてから単独操作（または操
作を少なくした併用操作）をするよう注意を払って操作
をするといったことをなくすることができる。よって従
来の場合に比較して操作性のよい安全な制限装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作業機の制限装置を説明する説明図で
ある。

【図２】高所作業車を説明する説明図である。

【図３】従来の作業機の制限装置を説明する説明図であ
る。

【図４】起伏操作を単独操作した時の起伏加速と併用操
作した時の起伏加速の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

５，６，７ 油圧アクチュエータ １７，１８，１９ 制御装置 ２０ 油圧源 ２１ 供給油量算出手段 ２２ 合計要求油量算出手段 ２３ 油量制限判別手段 ２４，２５，２６ 油量制限装置 ２７ 油量制限解除手段 Ｂ 操作装置 Ｄ 制限装置 Ｑａ 供給油量 Ｑｂ 合計要求油量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧源からの供給油を複数の油圧アクチ
   ュエータに供給して作業機を駆動するようにした作業機
   の制限装置であって、複数の油圧アクチュエータを駆動
   制御するために各油圧アクチュエータに対応して配置し
   た各制御装置と、各制御装置にそれぞれ操作信号を出力
   する操作装置と、各油圧アクチュエータ毎に供給される
   油量を制限する各油量制限装置と、操作装置の操作に基
   づき各制御装置から各油圧アクチュエータに供給される
   油量の合計を合計要求油量とし算出する合計要求油量算
   出手段と、前記油圧源の供給油量を算出する供給油量算
   出手段、および合計要求油量と供給油量を比較し合計要
   求油量が供給油量以下の時は前記油量制限装置により各
   油圧アクチュエータへの供給油量の制限を行わないよう
   にし、合計要求油量が供給油量以上の時は合計要求油量
   に対する供給油量の比率で前記油量制限装置により各油
   圧アクチュエータへの供給油量を制限するよう前記油量
   制限装置に油量制限信号を出力する油量制限判別手段に
   より構成した作業機の制限装置において、 前記合計要求油量が前記供給油量以上の状態から供給油
   量以下の状態になった時に前記油量制限装置による油量
   制限を徐々に解除する油量制限解除手段を配置したこと
   を特徴とする作業機の制限装置。