JP2005075577A - 高所作業車のブーム作動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブームの作動限界付近でのブームの急停止による衝撃を抑える。
【解決手段】 高所作業車のブーム作動制御装置６０が、ブーム５の先端に取り付けられた作業台７と、作業台７を水平もしくは垂直方向に移動させる操作を行うブーム操作装置１１と、ブーム操作装置１１の操作に応じて作業台７を水平もしくは垂直方向に移動させるようにブーム５の起伏、伸縮動の制御を行う水平垂直作動制御回路３２とを備えた高所作業車１において、ブーム５の起伏限界角もしくは伸縮限界長からブーム５の作動限界高さもしくは作動限界半径を限界位置として算出する限界位置算出回路３３と、ブーム操作装置１１からの操作信号に基いて作業台７の移動方向を検出する移動方向検出回路３４と、作業台７の位置と移動方向とから作業台７が移動方向における限界位置に達する前に作業台７の移動方向への移動速度を減速させる移動速度制御回路３５とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は走行可能な車体上に取り付けられたブームと、ブームの先端部に取り付けられた作業台とを有する高所作業車に関し、さらに詳細には、作業台の水平方向もしくは垂直方向への移動を制御する水平垂直作動制御手段を有する高所作業車のブーム作動制御装置に関する。

上記のような高所作業車は、一般に、走行可能な車体上に、車体に対して旋回動自在な旋回台が取り付けられ、この旋回台に起伏シリンダの伸縮動により起伏動自在にブームが枢結され、複数のブーム部材を入れ子式に構成したブームの内部の伸縮シリンダの伸縮動によりブーム全体が伸縮動するように構成されている。また、ブームの先端には旋回動（首振動）自在に作業台が取り付けられて、作業者が作業台上に設けられたブーム操作レバーの操作を行ってブームを起伏動・旋回動・伸縮動させることで、作業台を所望の高所位置に移動させることができる。

このような高所作業車の中には、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているように、起伏シリンダ、旋回モータおよび伸縮シリンダをそれぞれ独立に作動させて作業台を所望の作業位置に移動させる通常の作動制御手段のほかに、これらを組み合わせて作動させる制御を行って、作業台をブーム操作レバーの傾動操作の方向に水平移動させたり、上下方向に垂直移動させる水平垂直作動制御手段が備えられているものもある。この水平垂直作動制御は、ブーム操作レバーの傾動操作による操作信号に基いて、起伏シリンダ等を指定された方向に同時に作動させるための必要作動量を演算処理して算出し、算出された分だけブームの先端部（作業台）がブーム操作レバーにより指定された方向に水平移動もしくは上下方向に垂直移動するように制御するものである。
特開２０００−３３５８９９号公報 特開２００２−１０４７９４号公報

しかしながら、起伏シリンダおよび伸縮シリンダの伸縮量には限界(最大・最小ストローク量)があるため、最大・最小ストローク量から求められるブーム先端（作業台）の垂直方向の作動限界高さおよび水平方向の作動限界半径が決まっていた。そして、従来の高所作業においては、上記のような水平・垂直制御モードに切り換えて水平垂直作動制御により作業台を垂直方向に移動させる場合、例えば、起伏シリンダが最大ストローク長まで達しておらずブームをさらに起伏動させることが可能な状態でも、伸縮シリンダが最大ストローク長まで伸長すれば、ブームの作動限界高さまで達しており、ブームの作業半径が一定のまま作業台をこれ以上垂直上昇させることができず、ブーム先端の垂直作動が急停止していた。このため、ブームの急停止により発生する衝撃で作業台が振動し、作業台に搭乗している作業者にとって乗り心地が悪かった。

以上のような問題に鑑みて、本発明では作業台の水平垂直作動制御において、作業台の移動速度を制御することでブームの作動停止時に作業台に発生する振動を和らげ、作業台に搭乗する作業者が快適に高所作業を行うことのできる高所作業車のブーム作動制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明に係る高所作業車のブーム作動制御装置は、走行可能な車体上に起伏、伸縮動自在に取り付けられたブームと、ブームを起伏動させる起伏アクチュエータ（例えば、実施形態における起伏シリンダ５２）と、ブームを伸縮動させる伸縮アクチュエータ（例えば、実施形態における伸縮シリンダ５３）と、ブームの先端部に取り付けられた作業台と、作業台を水平方向もしくは垂直方向に移動させる操作を行うための水平垂直作動操作手段（例えば、実施形態におけるブーム操作装置１１）と、水平垂直作動操作手段の操作に応じて作業台を水平方向もしくは垂直方向に移動させるようにブームの起伏、伸縮動の制御を行う水平垂直作動制御手段（例えば、実施形態における水平垂直作動制御回路３２）とを備え、その上で、起伏アクチュエータの機械的な作動限界を検出する起伏限界検出手段（例えば、実施形態における起伏角検出器２１）と、伸縮アクチュエータの機械的な作動限界を検出する伸縮限界検出手段（例えば、実施形態における伸長量検出器２２）と、起伏限界検出手段と伸縮限界検出手段とにより検出される検出値からブーム先端もしくは作業台の位置を算出する位置算出手段（例えば、実施形態における位置算出回路３１）と、起伏アクチュエータもしくは伸縮アクチュエータの機械的な作動限界によるブームの起伏限界角もしくは伸縮限界長のどちらか先に限界に達するブーム先端もしくは作業台の位置からブームの作動限界高さもしくは作動限界半径を限界位置として算出する限界位置算出手段（例えば、実施形態における限界位置算出回路３３）と、水平垂直作動操作手段からの操作信号に基いて作業台の移動方向を検出する移動方向検出手段（例えば、実施形態における移動方向検出回路３４）と、位置算出手段により得られるブーム先端もしくは作業台の位置と、移動方向検出手段により得られる移動方向とから、作業台が移動方向における限界位置に達する前における近傍移動範囲内において作業台の移動方向への移動速度を減速させる移動速度制御手段（例えば、実施形態における移動速度制御回路３５）とを有する。

また、上記構成の高所作業車のブーム作動制御装置において、車体上にブームが旋回動自在に取り付けられ、水平垂直作動操作手段の操作に応じて作業台を水平方向に移動させるようにブームの起伏、旋回、伸縮動の制御を行う水平垂直作動制御手段を備え、その上で、ブームの旋回角度を検出する旋回角検出手段（例えば、実施形態における旋回角検出器２３）を備え、位置算出手段が、起伏限界検出手段、伸縮限界検出手段および旋回角検出手段により検出される検出値からブーム先端もしくは作業台の位置を算出し、移動速度制御手段は、位置算出手段により得られるブーム先端もしくは作業台の位置と、移動方向検出手段により得られる移動方向とから、作業台が移動方向における限界位置に達する前における近傍移動範囲内において作業台の移動方向への移動速度を減速させるように構成してもよい。

本発明に関する高所作業車のブーム作動制御装置によれば、ブーム作動制御手段が、限界位置算出手段により算出されたブームの作動限界高さおよび作動限界半径にブームの先端が達する前にブームの作動速度を減速させる。したがって、ブームの水平垂直作動制御を行ってブーム先端の作業台を水平方向もしくは垂直方向に移動させるときにおいて、算出されるブームの作動限界高さもしくはブームの作動限界半径にブームの先端（作業台）が到達する前にブームの作動方向の速度を減速させることで、ブームは急停止することはなく、停止による衝撃はほとんど発生しない。このため、ブームの停止時に、作業台はほとんど振動することはなく、作業台に搭乗する作業者は快適に高所作業を行うことができる。

また、本発明に関する高所作業車のブーム作動制御装置において、車体上にブームが旋回動自在に取り付けられていれば、作業台をブームの起伏面内において水平方向に移動させるようにブームを作動させる制御だけではなく、ブームの旋回動を含んだ水平垂直作動制御により作業台を任意の方向における水平方向に移動させる場合であっても、ブームの作動限界半径にブームの先端（作業台）が到達する前における近傍移動範囲内において作業台の移動方向の速度を減速させる制御を行うことができる。

以下、本発明に係る高所作業車のブーム作動制御装置の好ましい実施形態について図１から図７を参照して説明する。図１に本発明に係る高所作業車のブーム作動制御装置を備えた高所作業車の一例を示す。

この高所作業車１は、車体２の前後左右に前後輪３ａ，３ｂを有して走行可能であり、車体２の前部に運転キャビン２ａを有したトラック車両をベースに構成される。このトラック車両の車体２の上に旋回モータ５１により駆動されて水平旋回可能に構成された旋回台４が配設されている。この旋回台４に基端部が枢結されてブーム５が取り付けられており、このブーム５は起伏シリンダ５２により起伏動されるようになっている。ブーム５は、基端ブーム５ａ、中間ブーム５ｂおよび先端ブーム５ｃを入れ子式に組み合わせて、内蔵の伸縮シリンダ５３によりブーム５の全体がその長手軸方向に伸縮動可能に構成される。

また、先端ブーム５ｃは先端にブームヘッド５ｄを有し、このブームヘッド５ｄに枢結されて垂直ポスト部６が上下に揺動可能に取り付けられている。この垂直ポスト部６は、先端ブーム５ｃ先端あるいはブームヘッド５ｄと垂直ポスト部６との間に配設された後述するレベリングシリンダにより垂直ポスト部６の揺動制御が行われ、ブーム５の起伏の如何に拘らず垂直ポスト部６が常に垂直に延びて位置するように垂直ポスト部６が揺動制御される。このように常時垂直に保持される垂直ポスト部６に図示しない旋回モータにより水平旋回自在（首振り自在）に作業台７が取り付けられており、作業台７はブーム５の起伏に拘らず常に水平に保持される。

車体２の前後左右の四カ所には、車体２の左右方向外側への拡幅および車体２の下方に伸縮自在なジャッキ装置８が設けられており、高所作業を行うときには、ジャッキ装置８を車体２の左右に拡幅および下方に張り出し伸長させて車体２を安定に持ち上げ支持できるようになっている。また車体２の中央部には上方に突出し、全縮状態で倒伏したブーム５の下面に当接してブーム５を格納支持するブーム受け９が配設されている。

作業台７にはブーム５を作動させるための操作を行うためのブーム操作装置１１が配設されており、作業台７に搭乗する作業者はブーム操作装置１１を操作することによってブーム５を自由に旋回動、起伏動、伸縮動させて、作業台７を所望の高所位置に移動させることができるように構成されている。

また、図２に示すように、本発明に係るブーム制御装置６０は、ブーム５の起伏動、旋回動（旋回台４の旋回動）、伸縮動を操作するための操作レバー１２および水平垂直作動制御モードにモード切換可能なモード切換スイッチ１３からなるブーム操作装置１１と、ブーム操作装置１１の操作レバー１２を操作したときにブーム操作装置１１から出力される操作信号を受けて油圧ユニット４０に制御信号を出力してブーム５等の作動を制御するコントローラ３０と、コントローラ３０からの制御信号に基いて起伏シリンダ５２等への作動油の給排制御をする油圧ユニット４０とが設けられている。

そして、以上のように構成されたブーム５を旋回動させる旋回モータ５１、起伏動させる起伏シリンダ５２および伸縮動させる伸縮シリンダ５３の作動は、車体２に配設されたエンジンの回転駆動力を伝達させて駆動する図示しない油圧ポンプから吐出する作動油の給排制御をして行う。この給排制御は、油圧ユニット４０内に設けられてそれぞれのシリンダ等に対応する旋回制御バルブ４１、起伏制御バルブ４２および伸縮制御バルブ４３のバルブ開度を制御することで行われる。

モード切換スイッチ１３は、通常モードと水平垂直作動制御モード（ＨＶモード）とを有し、このモード切換スイッチ１３を回動操作して、これら２つのモードのうちいずれかを選択可能に構成されている。そして、モード切換スイッチ１３が通常モードの側に選択されたときに操作レバー１２を操作すると、後述するように、起伏シリンダ５２および伸縮シリンダ５３のうちいずれかが独立に作動して、ブーム５を起伏動等させることができる。一方、モード切換スイッチ１３が水平垂直作動制御の側（図２で、ＨＶで示される側）に選択されたときに操作レバー１２を操作すると、後述するように、起伏シリンダ５２および伸縮シリンダ５３を組み合わせて作動させて、操作レバー１２の操作に応じてブーム５の先端（作業台７）を水平方向もしくは垂直方向（上下方向）に作動させることができる。

モード切換スイッチ１３が通常モードの側に選択されているときにおいて、操作レバー１２が中立位置から左右方向のうちいずれかの一方の側に傾動操作されると、図１に示すブーム５が伸長動し、他方の側に傾動操作されるとブーム５が縮小動するように構成されている。また、操作レバー１２が中立位置から前後方向のうちいずれかの一方の側に傾動操作されるとブーム５が起仰動し、他方の側に傾動操作されるとブーム５が倒伏動するように構成されている。さらに、操作レバー１２が中立位置から時計方向に回動操作されると、旋回台４を回動中心としてブーム５が高所作業車１の平面視で時計方向に旋回動し、反時計方向に回動操作されると、旋回台４を回動中心としてブーム５が高所作業車１の平面視で反時計方向に旋回動するように構成されている。

一方、モード切換スイッチ１３がＨＶモードの側に選択されているときにおいて、操作レバー１２が中立位置から前後方向のうちいずれかの一方の側に傾動操作されると、作業台７が垂直方向に上昇し、他方の側に傾動操作されると、作業台７が垂直方向に下降するように構成されている。また、操作レバー１２が中立位置から左右方向のうちいずれかの一方の側に傾動操作されると、傾動操作に応じて作業台７が操作レバー１２の傾動方向に移動し、他方の側に傾動操作されると、傾動操作に応じて作業台７が操作レバー１２の傾動方向に移動するように構成されている。

また、図２に示すように、本発明に係るブーム作動制御装置６０は、ブーム５の起伏角度を検出して検出信号を出力する起伏角検出器２１と、ブーム５の伸長量を検出して検出信号を出力する伸長量検出器２２と、ブーム５の旋回角度を検出して検出信号を出力する旋回角検出器２３を有する。さらに、コントローラ３０は、位置算出回路３１と、水平垂直作動制御回路３２と、限界位置算出回路３３と、移動方向検出回路３４と、移動速度制御回路３５とを有する。

位置算出回路３１は、起伏角検出器２１および伸長量検出器２２からそれぞれ検出されたブーム５の起伏角度および伸長量から、ブーム５の先端の位置もしくは作業台７の位置を算出する。なお、起伏角検出器２１は、起伏シリンダ５２の伸長量を検出するもので構成してもよい。また、水平垂直作動制御回路３２は、ブーム操作装置１１のモード切換スイッチ１３がＨＶモードの側に選択されているときに、ブーム操作装置１１の操作レバー１２からの操作信号に応じて、起伏シリンダ５２および伸縮シリンダ５３を組み合わせて作動させる制御を行って作業台７をブーム５の起伏面内において水平方向もしくは垂直方向（上下方向）に移動させるように構成されている。

限界位置算出回路３３は、起伏シリンダ５２の機械的な作動限界による伸縮限界長（最大・最小ストローク）から決まるブーム５の起伏限界角（最小起伏限界角をθｍｉｎとし、最大起伏限界角をθｍａｘとする。）もしくは伸縮シリンダ５３の機械的な作動限界による伸縮限界長（最大・最小ストローク）から決まるブーム５の伸縮限界長（最小伸縮限界長をＬｍｉｎとし、最大伸縮限界長をＬｍａｘとする。）のうち、先に限界に達する方のブーム５の先端の位置もしくは作業台７の位置からブーム５の作動限界高さもしくは作動限界半径を限界位置としてそれぞれ算出する。ここで、この作動限界高さの下限値は最小作動限界高さＨｍｉｎで、その上限値は、最大作動限界高さＨｍａｘである。また、作動限界半径の下限値は最小作動限界半径Ｒｍｉｎで、その上限値は、最大作動限界半径Ｒｍａｘである。

なお、起伏シリンダ５２の機械的な作動限界による伸縮限界長および伸縮シリンダ５３の機械的な作動限界による伸縮限界長から決まるブーム５の先端の作動可能な領域は、図３に示すように扇形からなる領域Ｑで表される。図で横軸はブーム５の作業半径で、縦軸はその地上揚程である。領域Ｑは、それぞれＱθｍｉｎ，Ｑθｍａｘ，ＱＬｍｉｎおよびＱＬｍａｘで示される限界線により囲まれ、Ｑθｍｉｎは起伏シリンダ５２の最小ストロークから決まる起伏限界を、Ｑθｍａｘは起伏シリンダ５２の最大ストロークから決まる起伏限界を、ＱＬｍｉｎは伸縮シリンダ５３の最小ストロークから決まる伸縮限界を、そしてＱＬｍａｘは伸縮シリンダ５３の最大ストロークから決まる伸縮限界を示す。

移動方向検出回路３４は、モード切換スイッチ１３がＨＶモードの側に選択されている状態で、作業台７に搭乗する作業者がブーム操作装置１１の操作レバー１２を操作して、ブーム５の先端を車体２の水平方向もしくは垂直方向のうち、いずれかの方向に作動させるときに、ブーム操作装置１１からの操作信号に基いて、ブーム５の先端（作業台７）が水平方向もしくは垂直方向におけるいずれの方向に（作業台７が垂直方向に移動している場合なら、上下いずれの方向に）移動しているのかを検出する。

また、移動速度制御回路３５は、位置算出回路３１により時々刻々と算出されるブーム５の先端の現在位置（作業台７の位置）と、移動方向検出回路３４により検出されるブーム５の先端の移動方向とから、ブーム５の先端がその移動方向における限界位置（作動限界高さもしくは作動限界半径）に達する前における近傍移動範囲内において、ブーム５の先端の移動方向（作業台７が垂直方向に移動している場合なら、上下いずれかの方向）への作業台７の移動速度を減速させる。

このように構成されたブーム作動制御装置６０を備えた高所作業車１におけるブーム作動制御装置６０の作動について図３から図８を用いて以下に説明する。ここで、図４および図６から図８において、それぞれの図に示す横軸はブーム５の作業半径で、縦軸はその地上揚程である。まず、図３に示す領域Ｑ内において点Ａで示す位置に作業台７が位置しておりブーム５の作業半径ｒが小さい場合に、ブーム５の作業半径ｒは一定のままブーム５を作動させる水平垂直作動制御により、作業台７をその現在位置Ａから垂直方向（高さ方向）に移動させる場合を説明する。

作業台７に搭乗する作業者がブーム操作装置１１のモード切換スイッチ１３をＨＶモードの側に切り換えて操作レバー１２の中立位置から前後方向への傾動操作を開始すると、ブーム操作装置１１からの操作信号を受けたコントローラ３０が油圧ユニット４０に制御信号を出力し、起伏シリンダ５２および伸縮シリンダ５３が組み合わされて伸縮動することで、作業台７が垂直方向（上下いずれかの方向）に移動し始める。また、起伏角検出器２１と伸長量検出器２２とから検出されたブーム５の起伏角度および伸長量から、位置算出回路３１がブーム５の先端の現在位置Ａを作業台７の移動中時々刻々と算出する。そして、図４に示すようなブーム５の先端の領域Ｑに対する位置関係により、限界位置算出回路３３が、位置算出回路３１により算出されるブーム５の先端の位置と、ブーム５の最小伸縮限界長Ｌｍｉｎ（そのときのブーム５の先端の位置を点Ｂで示す）、もしくはブーム５の最大起伏限界角θｍａｘ（そのときのブーム５の先端の位置を点Ｃで示す）から最小作動限界高さＨｍｉｎ１および最大作動限界高さＨｍａｘ１を算出する。

ここで、最小作動限界高さＨｍｉｎ１および最大作動限界高さＨｍａｘ１はそれぞれ、以下の演算式を用いて算出される。

図４に示すように、作業台７が点Ａから垂直方向に上昇する場合には、起伏シリンダ５２の最大ストロークから決まる限界線Ｑθｍａｘと点Ｃで交わり、点Ａから垂直方向に下降する場合には、伸縮シリンダ５３の最小ストロークから決まる限界線ＱＬｍｉｎと点Ｂで交わる。このため、上式（１）および（２）のように、最小作動限界高さＨｍｉｎ１は、ブーム５の最小伸縮限界長Ｌｍｉｎに基いて、最大作動限界高さＨｍａｘ１は、ブーム５の最大起伏限界角θｍａｘに基いて算出される。

そして、起伏角検出器２１と伸長量検出器２２とから検出された検出値に基いて位置算出回路３１によりブーム５の作動中に時々刻々算出されるブーム５の先端が、限界位置算出回路３３により算出された作動限界高さに達する前に、移動速度制御回路３５がブーム５の作動速度を減速させる。このとき、ブーム５の先端が点Ａから垂直に（作業半径ｒを保持して）上昇するように作業者がブーム操作装置１１の操作レバー１２を操作している場合には、ブーム操作装置１１からの操作信号に応じて移動方向検出回路３４がブーム５の先端が上昇しているものと検出し、ブーム５の先端が限界線Ｑθｍａｘと交わる点Ｃの位置からΔＨの長さ分だけ手前の近傍移動範囲内における点Ｔに達したときに、移動速度制御回路３５が、ブーム５の作動方向（点Ｃへの方向）の作動速度を減速させる。

一方、ブーム５の先端が点Ａから垂直に（作業半径ｒを保持して）下降するように作業者がブーム操作装置１１の操作レバー１２を操作している場合には、移動方向検出回路３４がブーム５の先端が下降しているものと検出し、ブーム５の先端が限界線ＱＬｍｉｎと交わる点Ｂからブーム５先端の作動速度に応じて決まる所定の長さ分だけ手前の近傍移動範囲内に達したときに、移動速度制御回路３５が、ブーム５の作動方向（点Ｂへの方向）の作動速度を減速させる。

上記のようなブーム５の作動速度の減速は、油圧ユニット４０内に設けられて起伏シリンダ５２および伸縮シリンダ５３にそれぞれ対応する起伏制御バルブ４２および伸縮制御バルブ４３に移動速度制御回路３５が制御信号を出力して、起伏制御バルブ４２および伸縮制御バルブ４３のバルブ開度を小さくさせる（すなわち、起伏シリンダ５２および伸縮シリンダ５３の伸縮速度を低くさせる）ことで行われる。

図５にブーム５の作業半径を一定に保持しつつその先端を垂直方向に作動させる場合の、ブーム高さ（地上揚程）とブーム作動速度との関係を示す。図に示すように、一定の速度Ｓで垂直方向に上昇するブーム５の先端が、限界線Ｑθｍａｘと交わる点Ｃ（もしくは後述する点Ｆ）の位置からΔＨの長さ分だけ手前の近傍移動範囲内における点Ｔに達したときに減速を開始して、その後はラインＳ１で示されるように減速され、ブーム高さが作動限界高さ（点Ｃで示す）に達するときは速度Ｕまで減速されて最終的に停止する。なお、ブーム５の作動速度の減速開始時期（すなわち、ΔＨの長さ）は移動速度制御回路３５からの各制御バルブ５２，５３の開閉のための制御信号の出力の時期を変えることでブーム５の作動速度に応じて決められるように制御されており、滑らかに、且つ、作業台７に搭乗する作業者にとって安全にブーム５の作動を停止させることができる。

一方、比較として図に示すように、従来のブームの作動限界高さ近傍におけるブームの作動制御は、作動限界高さに達するまでブームの作動速度を減速させることはせず、速度Ｓで垂直方向に作動するブームは、作動限界高さである点Ｃに達するまでラインＳ２で示されるように一定の速度Ｓを保ち続け、ブームが作動限界高さに達したときにブームを停止させる制御を行っており、結果としてブームの急停止となり作業台に振動が発生していた。

次に、図３に示す領域Ｑ内において点Ｄで示す位置に作業台７が位置しておりブーム５の作業半径ｒが大きい場合に、ブーム５の作業半径ｒは一定のままブーム５を作動させる水平垂直作動制御により、作業台７を図の現在位置Ｄから垂直方向（高さ方向）に移動させる場合を説明する。

この場合は、図６に示すようなブーム５の先端の領域Ｑに対する位置関係により、限界位置算出回路３３が、位置算出回路３１により算出されるブーム５の先端の位置と、ブーム５の最小起伏限界角θｍｉｎ（そのときのブーム５の先端の位置を点Ｅで示す）、もしくはブーム５の最大伸縮限界長Ｌｍａｘ（そのときのブーム５の先端の位置を点Ｆで示す）から最小作動限界高さＨｍｉｎ２および最大作動限界高さＨｍａｘ２を算出する。

ここで、最小作動限界高さＨｍｉｎ２および最大作動限界高さＨｍａｘ２はそれぞれ、以下の演算式を用いて算出される。

図６に示すように、作業台７が点Ｄから垂直方向に上昇する場合には、伸縮シリンダ５３の最大ストロークから決まる限界線ＱＬｍａｘと点Ｆで交わり、点Ａから垂直方向に下降する場合には、起伏シリンダ５２の最小ストロークから決まる限界線Ｑθｍｉｎと点Ｅで交わる。このため、上式（３）および（４）のように、最小作動限界高さＨｍｉｎ２は、ブーム５の最小起伏限界角θｍｉｎに基いて算出され、最大作動限界高さＨｍａｘ２は、ブーム５の最大伸縮限界長Ｌｍａｘに基いて算出される。

そして、ブーム５の先端が現在位置Ｄから垂直に（作業半径ｒを保持して）上昇する場合には、ブーム操作装置１１からの操作信号に応じて移動方向検出回路３４がブーム５の先端が上昇しているものと検出し、位置算出回路３１によりブーム５の先端の位置がブーム５の作動中に時々刻々算出される。そして、ブーム５の先端が限界線ＱＬｍａｘと交わる点Ｆの位置からΔＨの長さ分だけ手前の近傍移動範囲内である点Ｔに達したときに、移動速度制御回路３５が起伏制御バルブ４２および伸縮制御バルブ４３のバルブ開度を小さくするように制御して、ブーム５の作動方向（点Ｆへの方向）の作動速度を減速させる。

一方、ブーム５の先端が現在位置Ｄから垂直に（作業半径ｒを保持して）下降する場合には、ブーム操作装置１１からの操作信号に応じて移動方向検出回路３４がブーム５の先端が下降しているものと検出するが、ブーム５の姿勢が水平状態のときにおいてブーム５は全縮状態にならず、ブーム５を水平状態からさらに倒伏させて、ブーム５の先端が限界線Ｑθｍｉｎと交わる点Ｅからブーム５先端の作動速度に応じて決まる所定の長さ分だけ手前の近傍移動範囲内に達したときに、移動速度制御回路３５が起伏制御バルブ４２および伸縮制御バルブ４３のバルブ開度を小さくするように制御して、ブーム５の作動方向（点Ｅへの方向）の作動速度を減速させる。

これまで、ブーム５の作業半径を一定に保持しつつ、その先端を垂直方向に作動させて、作業台７を垂直方向（高さ方向）に移動させる場合を例に説明してきたが、以下では、ブーム５をある方向に旋回させた状態でブーム５の地上揚程ｈを一定に保持したままブーム５を作動させる水平垂直作動制御により、作業台７をブーム５の起伏面内において水平方向に移動させる場合を説明する。まず、図３に示す領域Ｑ内において点Ｇで示す位置に作業台７が位置しておりブーム５の地上揚程ｈが小さい場合に、現在位置Ｇから水平方向に作業台７を移動させる場合を説明する。

この場合においては、作業台７に搭乗する作業者がブーム操作装置１１のモード切換スイッチ１３をＨＶモードの側に切り換えて操作レバー１２の操作を開始すると、ブーム操作装置１１からの操作信号を受けたコントローラ３０が油圧ユニット４０に制御信号を出力し、起伏シリンダ５２および伸縮シリンダ５３が組み合わされて伸縮動することで、作業台７が水平方向（図で左右いずれかの方向）に移動し始める。また、起伏角検出器２１と伸長量検出器２２とから検出されたブーム５の起伏角度および伸長量から、位置算出回路３１がブーム５の先端の現在位置Ｉを作業台７の移動中時々刻々と算出する。そして、図７に示すようなブーム５の先端の領域Ｑに対する位置関係により、限界位置算出回路３３が、位置算出回路３１により算出されるブーム５の先端の位置と、ブーム５の最小伸縮限界長Ｌｍｉｎ（そのときのブーム５の先端の位置を点Ｉで示す）と、最大伸縮限界長Ｌｍａｘ（そのときのブーム５の先端の位置を点Ｊで示す）とから最小作動限界半径Ｒｍｉｎ１および最大作動限界半径Ｒｍａｘを算出する。

ここで、最小作動限界半径Ｒｍｉｎ１および最大作動限界半径Ｒｍａｘはそれぞれ、以下の演算式で算出される。

図７に示すように、作業台７が点Ｇから図において左動するように移動する場合には、伸縮シリンダ５３の最小ストロークから決まる限界線ＱＬｍｉｎと点Ｉで交わり、点Ｇから右動する場合には、伸縮シリンダ５３の最大ストロークから決まる限界線ＱＬｍａｘと点Ｊで交わる。このため、上式（５）および（６）のように、最小作動限界半径Ｒｍｉｎ１は、ブーム５の最小伸縮限界長Ｌｍｉｎに基いて算出され、最大作動限界半径Ｒｍａｘは、ブーム５の最大伸縮限界長Ｌｍａｘに基いて算出される。

そして、起伏角検出器２１と伸長量検出器２２とから検出された検出値に基いて位置算出回路３１によりブーム５の作動中に時々刻々算出されるブーム５の先端が、算出された作動限界半径に達する前に、移動速度制御回路３５がブーム５の作動速度を減速させる。このとき、ブーム５の先端が点Ｇから水平に（地上揚程ｈを保持して）図において左動するように作業者がブーム操作装置１１の操作レバー１２を操作している場合には、ブーム操作装置１１からの操作信号に応じて移動方向検出回路３４がブーム５の作業半径ｒが小さくなる方向にブーム５の先端が作動しているものと検出し、ブーム５の先端が限界線ＱＬｍｉｎと交わる点Ｉからブーム５先端の作動速度に応じて決まる所定の長さ分だけ手前の近傍移動範囲内に達したときに、移動速度制御回路３５が起伏制御バルブ４２および伸縮制御バルブ４３のバルブ開度を小さくするように制御して、ブーム５の作動方向（点Ｉへの方向）の作動速度を減速させる。

一方、ブーム５の先端が点Ｇから水平に（地上揚程ｈを保持して）図において右動するように作業者がブーム操作装置１１の操作レバー１２を操作している場合には、ブーム操作装置１１からの操作信号に応じて移動方向検出回路３４がブーム５の作業半径ｒが大きくなる方向にブーム５の先端が作動しているものと検出し、ブーム５の先端が限界線ＱＬｍａｘと交わる点Ｊからブーム５先端の作動速度に応じて決まる所定の長さ分だけ手前の近傍移動範囲内に達したときに、移動速度制御回路３５が起伏制御バルブ４２および伸縮制御バルブ４３のバルブ開度を小さくするように制御して、ブーム５の作動方向（点Ｊへの方向）の作動速度を減速させる。

次に、図３に示す領域Ｑ内において点Ｋで示す位置に作業台７が位置しておりブーム５の地上揚程ｈが大きい場合に、ブーム５をある方向に旋回させた状態でブーム５の地上揚程ｈを一定に保持したままブーム５を作動させる水平垂直作動制御により、作業台７を図８の点Ｋで示すような現在位置からブーム５の起伏面内において水平方向に移動させる場合を説明する。

この場合は、図８に示すようなブーム５の先端の領域Ｑに対する位置関係により、限界位置算出回路３３が、位置算出回路３１により算出されるブーム５の先端の位置と、ブーム５の最大起伏限界角θｍａｘ（そのときのブーム５の先端の位置を点Ｍで示す）、もしくはブーム５の最大伸縮限界長Ｌｍａｘ（そのときのブーム５の先端の位置を点Ｎで示す）とから最小作動限界半径Ｒｍｉｎ２および最大作動限界半径Ｒｍａｘを算出する。

ここで、最大作動限界半径Ｒｍａｘは上記の（６）式で算出され、最小作動限界半径Ｒｍｉｎ２は以下の演算式で算出される。

図８に示すように、作業台７が点Ｋから図において左動するように移動する場合には、起伏シリンダ５２の最大ストロークから決まる限界線Ｑθｍａｘと点Ｍで交わり、点Ｋから右動する場合には、伸縮シリンダ５３の最大ストロークから決まる限界線ＱＬｍａｘと点Ｎで交わる。このため、上式（６）および（７）のように、最小作動限界半径Ｒｍｉｎ１は、ブーム５の最大起伏限界長θｍａｘに基いて算出され、最大作動限界半径Ｒｍａｘは、ブーム５の最大伸縮限界長Ｌｍａｘに基いて算出される。

図８において、ブーム５の先端が点Ｋから水平に（地上揚程ｈを保持して）図において左動するように、作業者がブーム操作装置１１の操作レバー１２を操作している場合には、ブーム操作装置１１からの操作信号に応じて移動方向検出回路３４がブーム５の作業半径ｒが小さくなる方向にブーム５の先端が作動しているものと検出する。そして、位置算出回路３１によりブーム５の作動中に時々刻々算出されるブーム５の先端が、限界線Ｑθｍａｘと交わる点Ｍの位置からブーム５先端の作動速度に応じて決まる所定の長さ分だけ手前の近傍移動範囲内に達したときに、移動速度制御回路３５が、起伏制御バルブ４２および伸縮制御バルブ４３のバルブ開度を小さくするように制御して、ブーム５の作動方向（点Ｍへの方向）の作動速度を減速させる。一方、ブーム５の先端が点Ｋから水平に（地上揚程ｈを保持して）右動する場合には、ブーム５の先端が、限界線ＱＬｍａｘと交わる点Ｎのからブーム５先端の作動速度に応じて決まる所定の長さ分だけ手前の近傍移動範囲内に達したときに、移動速度制御回路３５が、ブーム５の作動方向（点Ｎへの方向）の作動速度を減速させる制御を行う。

なお、これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施例では、ブーム５をある方向に旋回させた状態で、ブーム５の地上揚程ｈを一定に保持したまま、作業台７をブーム５の起伏面内において水平方向に移動させるようにブーム５を作動させる水平垂直作動制御を説明したが、必ずしも上述の実施例に限られるわけではなく、旋回モータ５１、起伏シリンダ５２および伸縮シリンダ５３を組み合わせて作動させる制御を行うことで、ブーム５の旋回動を含んだ水平垂直作動制御により作業台７を所望もしくは任意の方向における水平方向に移動させる場合であってもよい。このような場合でも、位置算出回路３１が、起伏角検出器２１、伸長量検出器２２および旋回角検出器２３により検出される検出値からブーム５の先端もしくは作業台７の位置を算出し、ブーム５の作動限界半径にブーム５の先端（作業台）が到達する前における近傍移動範囲内において作業台７の移動方向の速度を減速させる制御を行うことことで、作業台７を作業者にとって快適に停止させることができる。

本発明に係る高所作業車のブーム作動制御装置を備える高所作業車の斜視図である。 本発明に係る高所作業車のブーム作動制御装置を示すブロック図である。 ブームの作動領域を表した上記高所作業車の背面図である。 ブームの作動を表した上記高所作業車の背面図である。 上記ブーム作動制御装置によりブームの作動速度を制御する場合のブーム高さとブーム作動速度との関係を示す図である。 ブームの作動を表した上記高所作業車の背面図である。 ブームの作動を表した上記高所作業車の背面図である。 ブームの作動を表した上記高所作業車の背面図である。

符号の説明

１ 高所作業車
２ 車体
５ ブーム
５ａ 基端ブーム（ブーム）
５ｂ 中間ブーム（ブーム）
５ｃ 先端ブーム（ブーム）
７ 作業台
１１ ブーム操作装置（水平垂直作動操作手段）
１２ ブーム操作レバー（水平垂直作動操作手段）
１３ モード切換スイッチ（水平垂直作動操作手段）
２１ 起伏角検出器（起伏限界検出手段）
２２ 伸長量検出器（伸縮限界検出手段）
２３ 旋回角検出器（旋回角検出手段）
３１ 位置算出回路（位置算出手段）
３２ 水平垂直作動制御回路（水平垂直作動制御手段）
３３ 限界位置算出回路（限界位置算出手段）
３４ 移動方向検出回路（移動方向検出手段）
３５ 移動速度制御回路（移動速度制御手段）
６０ ブーム作動制御装置

Claims (2)

1. 走行可能な車体上に起伏、伸縮動自在に取り付けられたブームと、前記ブームを起伏動させる起伏アクチュエータと、前記ブームを伸縮動させる伸縮アクチュエータと、前記ブームの先端部に取り付けられた作業台と、前記作業台を水平方向もしくは垂直方向に移動させる操作を行うための水平垂直作動操作手段と、前記水平垂直作動操作手段の操作に応じて前記作業台を前記水平方向もしくは前記垂直方向に移動させるように前記ブームの起伏、伸縮動の制御を行う水平垂直作動制御手段とを備えた高所作業車のブーム作動制御装置であって、
   前記起伏アクチュエータの機械的な作動限界を検出する起伏限界検出手段と、
   前記伸縮アクチュエータの機械的な作動限界を検出する伸縮限界検出手段と、
   前記起伏限界検出手段と前記伸縮限界検出手段とにより検出される検出値から前記ブーム先端もしくは前記作業台の位置を算出する位置算出手段と、
   前記起伏アクチュエータもしくは前記伸縮アクチュエータの機械的な作動限界による前記ブームの起伏限界角もしくは伸縮限界長のどちらか先に限界に達する前記ブーム先端もしくは前記作業台の位置から前記ブームの作動限界高さもしくは作動限界半径を限界位置として算出する限界位置算出手段と、
   前記水平垂直作動操作手段からの操作信号に基いて前記作業台の移動方向を検出する移動方向検出手段と、
   前記位置算出手段により得られる前記ブーム先端もしくは前記作業台の位置と、前記移動方向検出手段により得られる前記移動方向とから、前記作業台が前記移動方向における前記限界位置に達する前における近傍移動範囲内において前記作業台の前記移動方向への移動速度を減速させる移動速度制御手段とを有することを特徴とする高所作業車のブーム作動制御装置。
2. 前記車体上に前記ブームが旋回動自在に取り付けられ、前記水平垂直作動操作手段の操作に応じて前記作業台を前記水平方向に移動させるように前記ブームの起伏、旋回、伸縮動の制御を行う水平垂直作動制御手段を備えた高所作業車のブーム作動制御装置であって、
   前記ブームの旋回角度を検出する旋回角検出手段を備え、
   前記位置算出手段が、前記起伏限界検出手段、前記伸縮限界検出手段および前記旋回角検出手段により検出される検出値から前記ブーム先端もしくは前記作業台の位置を算出し、
   前記移動速度制御手段は、前記位置算出手段により得られる前記ブーム先端もしくは前記作業台の位置と、前記移動方向検出手段により得られる前記移動方向とから、前記作業台が前記移動方向における前記限界位置に達する前における近傍移動範囲内において前記作業台の前記移動方向への移動速度を減速させることを特徴とする請求項１に記載の高所作業車のブーム作動制御装置。

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