JPH1089306A5 - - Google Patents

Description

【発明の名称】作業機の制限装置
【特許請求の範囲】
【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。
【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間には伸縮シリンダ１０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１０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１０、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１０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、油量制限判別手段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。油量制限判別手段２３は、供給油量算出手段２１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Ｑｂ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（油量制限比率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、油量制限判別手段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、油量制限判別手段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Ｑｂが供給油量Ｑａを超えている時には、油量制限判別手段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Ｑａ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Ｖ２からＶ１に加速して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１〜２６、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に次に説明する油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、油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Ｑａ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に油量制限解除手段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ＣＰＵ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２４，２５，２６を、操作装置Ｂから各制御装置１７，１８，１９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５，６，１０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５，６，１０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】
５，６，１０ 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