JP2006298050A - 作業機の作動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 遠隔操作器に作動速度制御専用の操作スイッチを設けずにアクチュエータの作動速度の制御を可能とし、操作時の使い易さを向上させる。
【解決手段】 車両運搬車にそのエンジンで駆動される油圧ポンプを油圧源として作動する荷台スライドシリンダとウインチ用油圧モータとを備え、その作動制御装置Ａに、荷台スライドシリンダとウインチ用油圧モータの作動を制御する荷台制御弁４１、ウインチ制御弁４２と、エンジン回転数を制御するアクセル制御弁４３と、荷台スライドシリンダとウインチ用油圧モータの作動に対応した個数のアクチュエータ操作スイッチを設けた遠隔操作器１０と、遠隔操作器１０からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号を受信する受信機２０と、受信機２０からの操作信号により該当する荷台制御弁４１、ウインチ制御弁４２、及びアクセル制御弁４３を制御する作動制御器３０とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、作業車両に装備された作業機において、遠隔操作器を用いて遠隔操作を行うための作業機の作動制御装置に関するものである。

近年、車両運搬車、クレーン車、ショベル車等の作業車両に装備されている作業機は、遠隔操作可能に構成されているものが多い。このような作業機の作動制御装置では、作業機を離れた位置から作業者が操作するために遠隔操作器が用いられる。
例えば、図４に示すような車両運搬車１は、作業機として、シャーシフレーム２の上部に前後に移動可能な荷台３が設けられ、荷台３の前端部にはウインチ４が設けられている。荷台３は、前後スライド作動を行うための油圧アクチュエータとして荷台スライドシリンダ（図示略）、ウインチ４は、巻上巻下作動を行うための油圧アクチュエータとしてウインチ用油圧モータ（図示略）を備えている。

このような車両運搬車１で車両７を荷台３に積み込む場合、自走可能な車両７については、図４（ｂ）に示すように、荷台３を後方へスライドさせてから、車両７を自走させて荷台３に積み込み、荷台３を前方へスライドさせて図４（ａ）に示す状態にする。
一方、事故、故障等によって自走できなくなった車両７については、図４（ｃ）に示すように、荷台３を後方へスライドさせた後、ウインチ４からワイヤロープ５を繰り出して先端のフック６を車両７に連結し、ウインチ４を巻上作動させて荷台３に積み込み、荷台３を前方へスライドさせて図４（ａ）に示す状態にする。

荷台スライドシリンダとウインチ用油圧モータは、ＰＴＯを介して車両運搬車１のエンジンで駆動される油圧ポンプを油圧源として作動する。一般的に使用される油圧ポンプは、定容量形油圧ポンプであるため、油圧アクチュエータの作動速度を速くするには、ＰＴＯと連結されたエンジンの回転数を上げ、油圧ポンプの回転数を上げることで油圧ポンプからの吐出量を増加させることが必要になる。

車両運搬車１の積み込み作業は、一般的に遠隔操作によって行われており、その場合、例えば図５に示すような遠隔操作器５０が用いられる。
この遠隔操作器５０は、遠隔操作器５０の電源をon／off する電源スイッチ５１と、電源がonすると点灯する電源ランプ５２と、荷台スライドシリンダとウインチ用油圧モータの作動に対応した個数のアクチュエータ操作スイッチ、即ち、荷台後スイッチ５３、荷台前スイッチ５４、ウインチ下スイッチ５５、及びウインチ上スイッチ５６が設けられている。また、車両運搬車１のエンジン回転数を制御するためのアクセル低スイッチ５７、及びアクセル高スイッチ５８も設けられている。

例えば、車両運搬車１の荷台３を後方へスライドさせたい場合、まず作業者は遠隔操作器５０を一方の手で握り、電源スイッチ５１を押して遠隔操作器５０の電源をonにする。そして、握った手の親指で荷台後スイッチ５３を押すと、押している間、荷台スライドシリンダが伸長作動し荷台３が後方へスライドする。このとき、車両運搬車１のエンジン回転数は低回転のままであるため、荷台３は後方へ低速で移動する。そこで、荷台３の作動速度を速くしたいときには、遠隔操作器５０の荷台後スイッチ５３を押しながら、遠隔操作器５０を握っているのとは別の手の指でアクセル高スイッチ５８を押す。アクセル高スイッチ５８を押すと車両運搬車１のエンジン回転数が上がり、油圧ポンプの吐出量が増加して荷台３の作動速度が速くなる。
他の作業車両、例えばショベル車には、パワーショベルなどの腕式作業機が装備されている。このような作業機を遠隔操作する場合にも遠隔操作器が用いられている（特許文献１参照）。

その遠隔操作器にも、電源スイッチと、油圧アクチュエータの作動に対応した個数のアクチュエータ操作スイッチ、例えば、バケットを上げ下げするための上スイッチ、下スイッチ、バケットをダンプするためのダンプスイッチ、バケットのカール動作をするためのカールスイッチ、バケットを前後に移動させるための前スイッチ、後スイッチ、上部旋回体を左右に旋回させるための左旋回スイッチ、右旋回スイッチ、及び下部走行体を操作するためのシフトスイッチが設けられており、さらに、作業機の作動速度を制御するためのＨｉスイッチ、及びＬｏスイッチが設けられている。

これらの作業車両では、遠隔操作で作業機の油圧アクチュエータを操作する場合において、作動中の油圧アクチュエータの作動速度を変更するときには、作業者は両手を使って遠隔操作器のスイッチを押さねばならないため、いざという時の危険回避動作の遅れに繋がる。また、作業機の作動速度を変更するために、作業者が遠隔操作器のスイッチの配置を目で確認しながらスイッチを押すと、作動中の作業機から目を離すことになり危険である。
特開平５−１１８０５７号公報

本発明は、作業機の遠隔操作における上記問題を解決するものであって、遠隔操作器に作動速度制御専用の操作スイッチを設けずに油圧アクチュエータの作動速度を制御することが可能であり、遠隔操作器を小型化し、操作時の使い易さと安全性を向上させることのできる作業機の作動制御装置を提供することを目的とする。

本発明の作業機の作動制御装置は、作業機に備えられたアクチュエータの作動を制御するアクチュエータ制御手段と、アクチュエータの作動速度を制御する速度制御手段と、アクチュエータの作動に対応した個数のアクチュエータ操作スイッチを設けた遠隔操作器と、遠隔操作器から送られたアクチュエータ操作スイッチの操作信号を受信する受信機と、受信機からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号により該当するアクチュエータ制御手段及び速度制御手段を制御する作動制御器とを備えることにより上記課題を解決している。

この作業機の作動制御装置では、作業者が遠隔操作器を持って所要のアクチュエータの作動に対応したアクチュエータ操作スイッチを操作すると、遠隔操作器から操作信号が送信される。受信機が遠隔操作器から送られたアクチュエータ操作スイッチの操作信号を受信すると、作動制御器が受信機からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号により該当するアクチュエータ制御手段及び速度制御手段を駆動するので、所要のアクチュエータの作動が基準の作動速度で行われる。

このアクチュエータの作動速度を変更したい場合には、作業者が、同じアクチュエータ操作スイッチを変速操作すれば、その変速操作信号により作動制御器が速度制御手段を制御するので、所望の作動速度に変更される。
従って、遠隔操作器に作動速度制御専用の操作スイッチを設けなくても、アクチュエータ操作スイッチの操作のみでアクチュエータの作動の選択と作動速度の制御が可能であり、片手で操作できるので使い易く、安全性が向上する。

また、作動速度制御専用の操作スイッチが不要であるので、遠隔操作器を安価に構成でき、小型化できるため収納性もよくなる。
アクチュエータ操作スイッチのクリック操作信号により、作動制御器が速度制御手段を制御するよう作業機の作動制御装置を構成すれば、変速操作はアクチュエータ操作スイッチのクリック操作を行うだけでよい。

例えば、基準の作動速度を低速とし、低速状態でクリック操作すると中速となり、中速状態でクリック操作すると高速となり、高速状態でクリック操作すると低速に戻るように構成しておけば、作業者が遠隔操作器を持って任意のアクチュエータ操作スイッチを操作すると、該当するアクチュエータが低速で作動を開始する。
低速状態でアクチュエータ操作スイッチをクリック操作すると、アクチュエータが中速で作動する。その状態でアクチュエータ操作スイッチを再度クリック操作すると、アクチュエータが高速で作動する。その状態でアクチュエータ操作スイッチをさらにクリック操作すると、アクチュエータが低速での作動に戻る。

本発明の作業機の作動制御装置によれば、遠隔操作器に作動速度制御専用の操作スイッチを設けずにアクチュエータの作動速度を制御することが可能であり、遠隔操作器を小型化し、操作時の使い易さと安全性を向上させることができる。

図１は本発明の実施の一形態である車両運搬車の荷台とウインチの作動制御装置の構成図、図２は遠隔操作器の操作スイッチの配置状態を示す斜視図、図３は作動制御装置による制御の流れ図、図４は車両運搬車の荷台とウインチの動きを示す側面図である。
車両運搬車の構成は従来のものと同様であるので、図４を用いて説明する。
図４に示すように、車両運搬車１は、シャーシフレーム２の上部に前後に移動可能な荷台３が設けられ、荷台３の前端部にはウインチ４が設けられている。荷台３は、前後スライド作動を行うための油圧アクチュエータである荷台スライドシリンダ（図示略）、ウインチ４は、巻上巻下作動を行うための油圧アクチュエータであるウインチ用油圧モータ（図示略）を備えている。

このような車両運搬車１で車両７を荷台３に積み込む場合、自走可能な車両７については、図４（ｂ）に示すように、荷台３を後方へスライドさせてから、車両７を自走させて荷台３に積み込み、荷台３を前方へスライドさせて図４（ａ）に示す状態にする。
一方、事故、故障等によって自走できなくなった車両７については、図４（ｃ）に示すように、荷台３を後方へスライドさせた後、ウインチ４からワイヤロープ５を繰り出して先端のフック６を車両７に連結し、ウインチ４を巻上作動させて荷台３に積み込み、荷台３を前方へスライドさせて図４（ａ）に示す状態にする。

荷台スライドシリンダとウインチ用油圧モータは、ＰＴＯを介して車両運搬車１のエンジンで駆動される油圧ポンプ（図示略）を油圧源として作動する。一般的に使用される油圧ポンプは、定容量形油圧ポンプであるため、油圧アクチュエータの作動速度を速くするには、ＰＴＯと連結されたエンジンの回転数を上げ、油圧ポンプの回転数を上げることで油圧ポンプからの吐出量を増加させることが必要になる。

荷台とウインチの作動を制御する作動制御装置Ａは、図１に示すように、遠隔操作器１０と、受信機２０と、作動制御器３０と、アクチュエータ制御手段としてのアクチュエータ制御弁である荷台制御弁４１及びウインチ制御弁４２と、速度制御手段としてのアクセル制御弁４３と、を備えている。
遠隔操作器１０は、図２に示すように、遠隔操作器１０の電源をon／off する電源スイッチ１１と、電源がonすると点灯する電源ランプ１２と、荷台スライドシリンダとウインチ用油圧モータの作動に対応した個数のアクチュエータ操作スイッチ、即ち、荷台後スイッチ１３、荷台前スイッチ１４、ウインチ下スイッチ１５、及びウインチ上スイッチ１６が設けられている。

なお、これらのアクチュエータ操作スイッチ１３、１４、１５、１６は、押し操作したときにonとなる常時off の接点を有するスイッチで構成されている。
従って、遠隔操作器１０の電源スイッチ１１を押すと遠隔操作器１０の電源がonとなって電源ランプ１２が点灯し、この状態で、例えば、荷台後スイッチ１３を押すと、荷台後スイッチ１３を押している間だけ該当の操作信号が送信されるようになっている。
受信機２０は、遠隔操作器１０から送られた操作信号を受信して、作動制御器３０に送る。作動制御器３０は、受信機２０からのアクチュエータ操作スイッチ１３、１４、１５、１６の操作信号により該当するアクチュエータ制御弁４１、４２及びアクセル制御弁４３を制御する。

この作動制御器３０による制御の流れを図３を参照して説明する。
まず、受信機２０からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号がonになると、作動制御器３０は該当する油圧アクチュエータ作動用のアクチュエータ制御弁を駆動し油圧アクチュエータを作動させる。このとき、車両運搬車１のエンジン回転数を制御するアクセル制御弁４３は駆動せず、車両運搬車１のエンジン回転数は低速のままである。

次に、この受信機２０からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号が継続してonになっていれば、引き続き上記状態を保持するが、受信機２０からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号がoff になり、その操作信号がoff になってからの時間が例えば０．５秒を超えたら、該当の油圧アクチュエータ作動用のアクチュエータ制御弁の駆動を止め、油圧アクチュエータの作動を停止させる。

しかし、アクチュエータ操作スイッチの操作信号がoff になってからの時間が０．５秒以内に再度同じアクチュエータ操作スイッチの操作信号がonになった場合には、該当の油圧アクチュエータ作動用のアクチュエータ制御弁を継続駆動しながら、車両運搬車１のエンジンの回転数が中回転なるようにアクセル制御弁４３を駆動する。
そして、受信機２０からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号が継続してonになっていれば、引き続き上記状態を保持するが、受信機２０からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号がoff になり、その操作信号がoff になってからの時間が０．５秒を超えたら、該当の油圧アクチュエータ作動用のアクチュエータ制御弁の駆動を止め、油圧アクチュエータの作動を停止させる。このとき、アクセル制御弁４３の駆動も止め、車両運搬車１のエンジンの回転数を低回転に戻す。

しかし、アクチュエータ操作スイッチの操作信号がoff になってからの時間が０．５秒以内に再度同じアクチュエータ操作スイッチの操作信号がonになった場合には、該当の油圧アクチュエータ作動用のアクチュエータ制御弁を継続駆動しながら、車両運搬車１のエンジンの回転数が高回転なるようにアクセル制御弁４３を駆動する。
そして、受信機２０からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号が継続してonになっていれば、引き続き上記状態を保持するが、受信機２０からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号がoff になり、その操作信号がoff になってからの時間が０．５秒を超えたら、該当の油圧アクチュエータ作動用のアクチュエータ制御弁の駆動を止め、油圧アクチュエータの作動を停止させる。このとき、アクセル制御弁４３の駆動も止め、車両運搬車１のエンジンの回転数を低回転に戻す。

しかし、アクチュエータ操作スイッチの操作信号がoff になってからの時間が０．５秒以内に再度同じアクチュエータ操作スイッチの操作信号がonになった場合には、該当の油圧アクチュエータ作動用のアクチュエータ制御弁を継続駆動しながら、車両運搬車１のエンジンの回転数が低回転なるようにアクセル制御弁４３の駆動を止める。
そして、これらの制御が順次繰り返される。

例えば、作業者が遠隔操作で車両運搬車１の荷台３を後方へスライドさせたい場合、まず作業者は遠隔操作器１０を一方の手で握り、電源スイッチ１１を押して遠隔操作器１０の電源をonにする。そして、握った手の親指で荷台後スイッチ１３を押すと、押している間、荷台スライドシリンダが伸長作動し荷台３が後方へスライドする。このとき、車両運搬車１のエンジン回転数は低回転のままであるため、荷台３は後方へ低速で移動する。

そこで、荷台３の作動速度を速くしたいときには、押している遠隔操作器１０の荷台後スイッチ１３を一瞬だけoff に戻して再び押す、いわゆるクリック操作をすると、車両運搬車１のエンジン回転数が中回転に上昇し、荷台スライドシリンダの伸長作動が速くなり、荷台３は後方へ中速で移動する。
さらに、作動速度を上げたい場合には、押している荷台後スイッチ１３を再び同じようにクリック操作をすると、車両運搬車１のエンジン回転数が高回転に上昇し、荷台スライドシリンダの伸長作動がさらに速くなり、荷台３は後方へ高速で移動する。

そして、目的の位置まで荷台３がスライドしたら、遠隔操作器１０の荷台後スイッチ１３をoff に戻し、作動を停止させる。
なお、このときは、最高速度から急激に停止するため、ゆっくり停止させたい場合には、目的の位置に達する前に、押している荷台後スイッチ１３をクリック操作すると、車両運搬車１のエンジン回転数が高回転から低回転に戻り、荷台スライドシリンダが低速で作動するようになるため、この状態で、目的の位置まで荷台３がスライドしたら、遠隔操作器１０の荷台後スイッチ１３をoff に戻し、作動を停止させる。

このような作業機の作動制御装置において、例えば、車両のエンジン回転数が低回転、中回転、高回転の何れの状態であるかを確認できる確認手段を作業機側あるいは遠隔操作器側に設け、作業者に現在の回転速度の状態をわかり易くすることもできる。
なお、遠隔操作器１０側に確認手段を設ける場合は、作動制御器３０で行う車両運搬車１のエンジン回転数の設定を遠隔操作器１０側で設定できるよう遠隔操作器１０にエンジン回転数設定部を設け、その設定信号を操作信号と一緒に受信機２０へ送信すればよい。

なお、上記の制御では、再操作を判別する時間を０．５秒と設定しているが、これは一例であって、操作が容易なように適宜変更することができる。また、エンジンの回転数も低速、中速、高速の３段階であるが、２段階や４段階など使い勝手がよくなるように変更して差し支えない。
さらに、エンジンの回転数を可変にするのでなく、油圧アクチュエータ作動用のアクチュエータ制御弁の開度を制御することにより、直接、油圧アクチュエータの作動速度を制御することも勿論可能であるし、アクチュエータ制御弁の開度の制御とエンジンの回転数の制御を同時に行えば、より柔軟な作動速度の制御が可能となる。
また、アクチュエータは、油圧アクチュエータに限定されるものではなく、電動式のアクチュエータであって構わない。

本発明の実施の一形態である車両運搬車の荷台とウインチの作動制御装置の構成図である。 遠隔操作器の操作スイッチの配置状態を示す斜視図である。 作動制御装置による制御の流れ図である。 車両運搬車の荷台とウインチの動きを示す側面図であって、図４（ａ）は荷台に車両を積み込んだ状態、図４（ｂ）は荷台を後方へ移動させ車両を積み込む状態、図４（ｃ）は荷台を後方へ移動させウインチで車両を積み込む状態を示す図である。 従来の遠隔操作器の操作スイッチの配置状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 車両運搬車
２ シャーシフレーム
３ 荷台
４ ウインチ
５ ワイヤロープ
６ フック
７ 車両
１０ 遠隔操作器
２０ 受信機
３０ 作動制御器
４１ 荷台制御弁
４２ ウインチ制御弁
４３ アクセル制御弁
Ａ 作動制御装置

Claims (2)

1. 作業機に備えられたアクチュエータの作動を制御するアクチュエータ制御手段と、アクチュエータの作動速度を制御する速度制御手段と、アクチュエータの作動に対応した個数のアクチュエータ操作スイッチを設けた遠隔操作器と、遠隔操作器から送られたアクチュエータ操作スイッチの操作信号を受信する受信機と、受信機からのアクチュエータ操作スイッチの操作信号により該当するアクチュエータ制御手段及び速度制御手段を制御する作動制御器とを備えたことを特徴とする作業機の作動制御装置。
2. アクチュエータ操作スイッチのクリック操作信号により、作動制御器が速度制御手段を制御するよう構成したことを特徴とする請求項１記載の作業機の作動制御装置。
   

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