JP2008265943A - 作業機の作動油量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作動油の油量不足の発生を未然に回避し、作業機の動作上の信頼性を高めること。
【解決手段】複数の油圧シリンダによって駆動される作業機の作動油量制御装置において、作動油タンク内の残油量を取得する残油量取得手段２０と、残油量と予め設定した残油量下限値とを比較し残油量が残油量下限値以下に低下した場合に動作規制信号を出力する動作規制信号出力手段２３と、動作規制信号を受けたとき残油量が減少する方向への油圧シリンダの駆動を規制すべくシリンダ駆動手段に駆動制御信号を出力する駆動制御手段２４を備える。残油量が残油量下限値以下に低下した場合には、動作規制信号出力手段２３から動作規制信号が出力され、この動作規制信号を受けたとき、駆動制御手段２４から駆動制御信号が出力され、油圧シリンダの残油量が減少する方向への駆動が規制され、作動油の油量不足が未然に防止され、作業機の動作上の信頼性が確保される。
【選択図】図２

Description

本願発明は、例えば、クレーン車の如く複数の油圧シリンダによって駆動される作業機において、作動油量不足の発生を未然に回避し得るようにした作動油量制御装置に関するものである。

例えば、クレーン車の如く複数の油圧シリンダによって駆動される作業機においては、これら油圧シリンダに供給される作動油を貯留する作動油タンクを備えている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

ところで、クレーン車のように車両上に作業装置を搭載してなる作業機においては、車両重量が法的に規制されている一方、作業装置の大型化あるいは多機能化によって作業装置の重量が嵩む傾向にある。このため、作業機においては、これら相反する要求を満足させる一つの手段として、作動油タンクへの作動油の貯留量を、複数の油圧シリンダを含む全油圧アクチュエータの同時駆動時に必要な作動油量よりも少ない量に設定して作動油重量の減量分だけ車両重量の軽減を図るとか、作動油重量の減量分を作業装置の大型化あるいは多機能化に振り向け、法定の車両重量範囲内での大型化あるいは多機能化を実現するようにしている。

ところが、このように作動油タンクへの作動油の貯留量を制限した場合には、当然のことながら、各油圧アクチュエータの作動状況によっては、作動油量が不足する事態が生じることになる。例えば、油圧シリンダにおいてはその全伸状態においては作動油使用量が最大となるため、幾つかの油圧シリンダが共に全伸状態近くにある場合において、さらに他の油圧シリンダが作動油使用量の増加側（即ち、伸長側）へ作動されたような場合には、作動油の油量不足が発生することも考えられる。

しかるに、このような作動油量不足の発生を回避するための有効な技術は未だ提案されておらず、従って、作業機の動作上の信頼性の確保という点において問題があった。

尚、特許文献２には、作業装置の稼動中における作動油の漏洩による油圧ポンプの空転とか焼き付きを回避するために、油圧シリンダにおける使用油量と作動油タンクの残油量の合計量が、所定油量（即ち、油圧ポンプの空転とか焼き付きが発生しない最少油量）よりも低下したときに、作動油不足と判断し、警報を発するようにした技術が提案されているが、係る技術は作動油の漏洩による作動油不足の対処法であって、油圧アクチュエータの作動状況によって発生し得る作動油の油圧シリンダ量不足を未然の一方回避する有効な手段とはなり得ない。

また、特許文献３には、伸縮ブームを一本の油圧シリンダで一段ずつ伸縮させる伸縮機構に関する技術が提案されている。この伸縮機構における作動を、図８を参照して簡単に説明する。

同図（イ）は、伸縮ブーム３の全縮状態を示している。ここで、この伸縮ブーム３は、ベースブーム３Ａに対して中間ブーム３Ｂとトップブーム３Ｃを伸縮可能に嵌挿して構成されている。

そして、この伸縮ブーム３内に一本のブーム伸縮シリンダ７が嵌装されている。このブーム伸縮シリンダ７は、そのロッド７Ｂの端部を支点ピン１１によって上記ベースブーム３Ａの基端部に連結する一方、そのシリンダチューブ７Ａのロッド側端部を連結ピン１２によって上記トップブーム３Ｃの基端部に連結している。尚、この場合、この連結ピン１２は、上記トップブーム３Ｃの基端部と上記中間ブーム３Ｂの基端部（同図（ニ）参照）に対して選択的に連結可能とされている。

この伸縮ブーム３を全縮状態から全伸させる場合、先ず、上記ブーム伸縮シリンダ７を伸長させる。すると、このブーム伸縮シリンダ７の伸長によって、同図（ロ）に示すように上記中間ブーム３Ｂを残したまま、上記トップブーム３Ｃのみが伸長し、その全伸位置で停止する。ここで、上記中間ブーム３Ｂの先端部と上記トップブーム３Ｃの基端部を図示しない固定ピンによって連結固定し、これら両者を一体化させる。

しかる後、上記連結ピン１２を上記トップブーム３Ｃの基端部から取り外し、上記ブーム伸縮シリンダ７を全縮させる（同図（ハ）参照）。

つぎに、上記連結ピン１２を上記中間ブーム３Ｂの基端部に連結し、再び上記ブーム伸縮シリンダ７を伸長させる。すると、同図（ニ）に示すように、上記ブーム伸縮シリンダ７の伸長によって上記中間ブーム３Ｂが上記トップブーム３Ｃと共に伸長され、上記伸縮ブーム３が全伸状態とされる。

ここで、上記中間ブーム３Ｂの基端部と上記ベースブーム３Ａの先端部を図示しない固定ピンによって連結固定し、これら両者を一体化させる。これによって、上記伸縮ブーム３の上記ベースブーム３Ａと上記中間ブーム３Ｂ及び上記トップブーム３Ｃの三者は全伸状態で一体化される。

しかる後、上記連結ピン１２を上記中間ブーム３Ｂの基端部から取り外し、上記ブーム伸縮シリンダ７を全縮させると、同図（ホ）に示すように、上記伸縮ブーム３が全伸状態とされたまま、上記ブーム伸縮シリンダ７は全縮状態で上記ベースブーム３Ａ側に位置されることになる。尚、この場合、伸縮ブーム３の縮小動作を考慮して、上記連結ピン１２による上記中間ブーム３Ｂの基端部と上記ブーム伸縮シリンダ７との連結状態を維持することもある。以上で、上記伸縮ブーム３の伸長動作が完了する。

このような伸縮機構を備えた場合には、上記ブーム伸縮シリンダ７が一本であり、しかも伸縮ブーム３の全伸状態においては該ブーム伸縮シリンダ７を全縮状態（即ち、作動油使用量が少ない状態）とすることができるため、例えば、上記伸縮ブーム３を複数本のブーム伸縮シリンダで伸縮させる構成のように、全伸状態では各ブーム伸縮シリンダが共に全伸状態（即ち、作動油使用量が多い状態）に保持される場合に比して、作動油の使用量が少なくて済むことになり、作動油タンクの作動油貯留量の低減という点においては有利である。

しかし、この伸縮機構の技術を、油圧アクチュエータの作動状況によって発生し得る作動油の油量不足を未然回避する技術としてそのまま適用しても有用な効果を得ることはできない。

実開昭５９−６４８９１号公報 特開平４−２３８９２１号公報 特開２００３−２５８３号公報。

そこで本願発明は、油圧シリンダの稼動状況によっては作動油の残油量が下限値近くまで減少することがあり得ることを前提とし、残油量が下限値近くからさらに減少するのを規制すれば油量不足の発生を回避し得る、との観点から、作動油の油量不足の発生が懸念される状態においては作動油がさらに減少する方向への油圧シリンダの動作を規制することで、作動油の油量不足の発生を未然に回避し、もって作業機の動作上の信頼性を高めることを目的としてなされたものである。

本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。

本願の第１の発明では、複数の油圧シリンダによって駆動される作業機の作動油量制御装置において、作動油タンク内の残油量を取得する残油量取得手段と、上記残油量と予め設定した残油量下限値とを比較し残油量が残油量下限値以下に低下した場合に動作規制信号を出力する動作規制信号出力手段と、上記動作規制信号を受けたとき上記残油量が減少する方向への上記油圧シリンダの駆動を規制すべくシリンダ駆動手段に駆動制御信号を出力する駆動制御手段と備えたことを特徴としている。

本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る作業機の作動油量制御装置において、上記残油量取得手段を、上記各油圧シリンダにおいて使用されている全使用油量と作動油タンクに貯留されるタンク総油量とに基づいて演算により上記残油量を取得する構成としたことを特徴としている。

本願の第３の発明では、上記第１の発明に係る作業機の作動油量制御装置において、上記残油量取得手段を、作動油タンク内の残油量を直接検出する構成としたことを特徴としている。

本願の第４の発明では、上記第３の発明に係る作業機の作動油量制御装置において、上記残油量の検出に、作動油タンク内の作動油の油温を反映させることを特徴としている。

本願の第５の発明では、上記第１、第２、第３又は第４の発明に係る作業機の作動油量制御装置において、上記各油圧シリンダの一つがベースブーム内に順次複数の先端側ブームをそれぞれ伸縮自在に嵌挿してなる伸縮ブームに内挿された伸縮駆動用油圧シリンダであって、該伸縮駆動用油圧シリンダはそのロッド端部がベースブーム基端部に軸支される一方、シリンダチューブのロッド側端部は目的とするブームの基端部と連結・解除可能とされるとともに、上記伸縮ブームの隣接するブーム同士が固定・解除可能とされ、上記伸縮駆動用油圧シリンダの伸縮によって上記複数の先端側ブームが上記ベースブームに対して一段ずつ伸縮駆動されるように構成した伸縮機構を備えたものにあっては、上記動作規制信号を受けたとき上記伸縮駆動用油圧シリンダを縮小作動させることを特徴としている。

本願の第６の発明では、上記第５の発明に係る作業機の作動油量制御装置において、上記伸縮駆動用油圧シリンダの長さ検出手段を備え、上記動作規制信号を受けたとき、上記伸縮駆動用油圧シリンダの長さが予め設定した所定長さ以下であるか否かを判断し、所定長さ以下でないときに上記伸縮駆動用油圧シリンダの縮小作動を実行させることを特徴としている。

本願発明では次のような効果が得られる。

（ａ）本願の第１の発明に係る作業機の作動油量制御装置によれば、残油量取得手段によって取得される作動油タンク内の作動油の残油量と、予め設定した残油量下限値を比較し、残油量が残油量下限値以下に低下した場合には、動作規制信号出力手段から動作規制信号が出力され、この動作規制信号を受けたとき、駆動制御手段から駆動制御信号が出力され、上記残油量が減少する方向への上記油圧シリンダの駆動が規制されるので、残油量が下限値以下に低下した状態においてさらに残油量が減少して作動油の油量不足に至ることが未然に且つ確実に防止され、延いては、作業機の動作上の信頼性が確保されることになる。

（ｂ）本願の第２の発明に係る作業機の作動油量制御装置によれば、上記残油量取得手段を、上記各油圧シリンダにおいて使用されている全使用油量と作動油タンクに貯留されるタンク総油量とに基づいて演算により上記残油量を取得する構成としているので、作業機の動作に伴って時々刻々と変化する残油量を常時連続的に取得することができ、作動油の油量不足をより一層確実に回避でき、上記（ａ）に記載の効果がさらに確実ならしめられる。

（ｃ）本願の第３の発明に係る作業機の作動油量制御装置によれば、上記残油量取得手段を、作動油タンク内の残油量を直接検出する構成としているので、該残油量取得手段の構成及び制御系がより簡単となり、延いてはより安価に上記（ａ）に記載の効果を得ることができる。

（ｄ）本願の第４の発明に係る作業機の作動油量制御装置によれば、上記（ｃ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記残油量の検出に、作動油タンク内の作動油の油温を反映させるようにしているので、作動油の油量は油温に基づく体積膨張によって増減変化するものであることからして、より精度良く残油量を検出することができる。

（ｅ）本願の第５の発明に係る作業機の作動油量制御装置によれば、上記第１、第２、第３又は第４の発明に係る作業機の作動油量制御装置において、上記各油圧シリンダの一つがベースブーム内に順次複数の先端側ブームをそれぞれ伸縮自在に嵌挿してなる伸縮ブームに内挿された伸縮駆動用油圧シリンダであって、該伸縮駆動用油圧シリンダはそのロッド端部がベースブーム基端部に軸支される一方、シリンダチューブのロッド側端部は目的とするブームの基端部と連結・解除可能とされるとともに、上記伸縮ブームの隣接するブーム同士が固定・解除可能とされ、上記伸縮駆動用油圧シリンダの伸縮によって上記複数の先端側ブームが上記ベースブームに対して一段ずつ伸縮駆動されるように構成した伸縮機構を備えたものにあっては、上記動作規制信号を受けたとき上記伸縮駆動用油圧シリンダを縮小作動させるようにしているので、該伸縮駆動用油圧シリンダの縮小によって、例えば、該伸縮駆動用油圧シリンダが全伸状態のまま保持される構成の場合に比して、該伸縮駆動用油圧シリンダの伸長側油室と縮小側油室の容積差に相当する油量だけ残油量が増加し、油量不足に至るのが抑制されることから、上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）又は（ｄ）に記載の効果がさらに促進される。

（ｆ）本願の第６の発明に係る作業機の作動油量制御装置によれば、上記第５の発明に係る作業機の作動油量制御装置において、上記伸縮駆動用油圧シリンダの長さ検出手段を備え、上記動作規制信号を受けたとき、上記伸縮駆動用油圧シリンダの長さが予め設定した所定長さ以下であるか否かを判断し、所定長さ以下でないときに上記伸縮駆動用油圧シリンダの縮小作動を実行させるように構成しているので、上記伸縮駆動用油圧シリンダの縮小に伴ってその縮小分だけ残油量が増加し、該残油量が減少する方向への上記複数の油圧シリンダの駆動規制が解除され、該複数の油圧シリンダの駆動が可能となる。

以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。

図１には、本願発明に係る作動油量制御装置が装備された作業機としてのクレーン車Ｚを示している。このクレーン車Ｚは、車両１上に搭載した旋回台２に、伸縮ブーム３の基端部を起伏可能に連結するとともに、該伸縮ブーム３の先端にはジブ４を起伏可能に連結して構成される。

上記伸縮ブーム３は、該伸縮ブーム３の基端側に位置しその基端部が上記旋回台２側に連結されたベースブーム３Ａと、該ベースブーム３Ａ内に伸縮自在に嵌挿された中間ブーム３Ｂと、該中間ブーム３Ｂ内に伸縮自在に嵌挿されたトップブーム３Ｃを備えて構成され、上記ベースブーム３Ａと上記旋回台２の間に配置したブーム起伏シリンダ５の伸縮によって起伏駆動される。また、この伸縮ブーム３の伸縮動作は、単一の油圧シリンダを用いて上記ベースブーム３Ａに対して上記トップブーム３Ｃと上記中間ブーム３Ｂを一段ずつ伸縮させるようにした既述の伸縮機構（図８参照）によって行なわれるようになっている。このため、上記ベースブーム３Ａ内には、該ベースブーム３Ａの基端部にそのロッド端が連結された一本のブーム伸縮シリンダ７が配置されている。また、このブーム伸縮シリンダ７のシリンダチューブのロッド側端部は、上記中間ブーム３Ｂの基端部と上記トップブーム３Ｃの基端部に対して選択的に連結・解除可能とされている。さらに、上記ベースブーム３Ａの先端部と上記中間ブーム３Ｂの基端部、上記中間ブーム３Ｂの先端部と上記トップブーム３Ｃの基端部は、それぞれ選択的に連結・解除可能とされており、係る構成は既述の通りである。

尚、上記伸縮ブーム３を従来一般的な伸縮機構、即ち、各ブームを複数の油圧シリンダとワイヤロープの協働によって伸縮させる構成も採用し得ることは言うまでも無い。

上記ジブ４は、多段伸縮構成とされ、上記トップブーム３Ｃの先端部との間に配置されたジブ起伏シリンダ６によって起伏駆動される。また、このジブ４には、従来公知の伸縮機構、即ち、内蔵された複数本のジブ伸縮シリンダ８（図１には、作図の便宜上、基端側の油圧シリンダのみを示している）と各段のジブ間に掛け回されたワイヤーロープで構成される伸縮機構が装備されており、上記各油圧シリンダの伸縮動作と各ワイヤーロープの引張動作の協働によって伸縮駆動される。

また、上記旋回台２の後部には、上記各油圧シリンダ５〜８の他、旋回用油圧モータとかアウトリガ１０用の油圧シリンダ等の油圧アクチュエータに供給される作動油を貯留する作動油タンク９が備えられている。

ところで、このクレーン車Ｚにおいては、車両重量を抑える等の観点から、上記作動油タンク９には、上記各油圧アクチュエータの全てを同時駆動させるに十分な油量は貯留されておらず、従って、これら各油圧アクチュエータの全てが同時に駆動されたような場合には油量不足が発生する可能性がある。そして、上記作動油タンク９内の残油量が少なくなった状態下において駆動されたとき、油量不足を引き起こす可能性のある油圧アクチュエータは、上記ブーム起伏シリンダ５とジブ起伏シリンダ６とブーム伸縮シリンダ７及びジブ伸縮シリンダ８であって、これ以外の油圧アクチュエータのうち、旋回用油圧モータは如何なる駆動状態においてもその使用油量は一定であるため、また上記アウトリガ１０のジャッキ用油圧シリンダ及びスライド用油圧シリンダはその使用油量そのものが少ないことから、その駆動によって油量不足を引き起こす可能性は少ない。

そこで、上記各油圧アクチュエータの使用油量を勘案して、このクレーン車Ｚにおいては、上記ブーム起伏シリンダ５とジブ起伏シリンダ６とブーム伸縮シリンダ７及びジブ伸縮シリンダ８のそれぞれについて、上記作動油タンク９の残油量が一定以下に低下した状態における、残油量が減少する方向への駆動を規制することとし、これによって油量不足の発生を未然に且つ確実に回避するようにしている。以下、この作動油の油量制御を具体的に説明する。

先ず、本願発明に係る作動油量制御装置の制御思想について説明する。

第１の制御思想としては、油圧アクチュエータの駆動に伴う作動油の油量不足を未然に回避する具体的手法に関するもので、油量不足を未然に回避するに際して、作動油タンク９内の残油量を取得し、この残油量と予め設定した残油量下限値を比較し、残油量が残油量下限値以下に低下した場合には油圧アクチュエータの駆動に伴って作動油量不足が発生する可能性があるものと判断し、その場合には残油量の更なる低下につながる方向への油圧アクチュエータの動作を禁止するものである。

ここで、上記「残油量下限値」は、作業機の作業状況等に応じて任意に設定できるものであって、上述のように「油圧ポンプの空転とか焼き付きが発生しない程度の最少油量」に設定する他に、例えば、最も使用油量が多い上記伸縮ブーム３の全伸状態、即ち、上記ブーム伸縮シリンダ７が全伸している状態下において、さらに上記ジブ４を駆動させることができるような最少油量に設定することもできる。

また、このように残油量下限値を、上記ジブ４を駆動させることができるような最少油量に設定した場合には、例え上記ジブ４を駆動させることができても、このジブ４の駆動に伴って残油量が減少するため、これが上記残油量下限値以下に低下すると該ジブ４の駆動を継続できないという事態も起こり得るが、この場合の一つの対策として、例えば、上記残油量下限値を、当初設定値よりさらに低い値に変更設定することが考えられ、これによって上記ジブ４の駆動を継続させることができる。

そして、この第１の制御思想の下、残油量の取得手法として以下の二つの手法を採用している。その一つは、油圧アクチュエータにおける現在の使用油量を検出し、この使用油量と作動油タンク９に当初貯留されたタンク総油量とに基づき演算にて残油量を算出して取得するものである（以下、「第１の残油量取得手法」という）。他のひとつは、残油量を検出器によって直接検出するとともに、その場合、油温による残油量の体積変化を考慮して残油量を取得する手法である（以下、「第２の残油量取得手法」という）。

第２の制御思想は、作動油の油量不足を引き起こす可能性が高い油圧アクチュエータ、即ち、ブーム起伏シリンダ５とジブ起伏シリンダ６とブーム伸縮シリンダ７及びジブ伸縮シリンダ８のみを制御対象とし、旋回用油圧モータ等を制御対処から除外し、これによって簡易且つ安価な制御で油量不足を回避するものである。従って、後述する実施形態においては、アウトリガ１０のスライドシリンダは制御対象としていないが、スライドシリンダの構造によってはこれも制御対象に含め得ることは勿論である（これについては後述する）。

第３の制御思想は、伸縮ブーム３の伸縮機構に関する思想である。即ち、油圧シリンダの伸縮機構としては、各ブームを個別の油圧シリンダを用いて伸縮させる従来一般的な伸縮機構（以下、「第１の伸縮機構」という）と、図８を参照して説明したように、各ブームを一本の油圧シリンダで一段ずつ伸縮させる伸縮機構（以下、「第２の伸縮機構」という）がある。前者においては、ブーム伸長状態では各油圧シリンダもそれぞれ伸長状態を保持し多量の作動油を使用した状態にある。これに対して、後者においては、ブーム伸長状態においては油圧シリンダを縮小させて保持することができるので、該油圧シリンダの使用油量は少なく、その分だけ作動油タンク９の残油量が増加することになる。このような伸縮ブーム３の伸縮機構の相違を油量不足の回避制御に反映させるのが第３の制御思想である。

ここで、上記油圧シリンダの縮小に伴って残油量の増加が望めるとしても、例えば、残油量下限値を、上述のように上記ジブ４を駆動させ得るような油量に設定した場合には、油圧シリンダの縮小に伴う増加油量が上記ジブ４を駆動させ得ない油量であると油圧シリンダを縮小させる意味が無くなるため、以下の第１及び第３実施形態においては、上記油圧シリンダを縮小作動させる場合の最少長さを「所定長さ」として予め設定し、上記油圧シリンダの現時点での長さが所定長さ以下である場合には該油圧シリンダの縮小作動を行なわないようにしている。尚、このように上記油圧シリンダの縮小作動の基準となる上記「所定長さ」は、上記「残油量下限値」との関係から設定されるものであるため、例えば、残油量を多く確保するために残油量下限値をより高油量側に設定したいような場合には、上記「所定長さ」をさらに短く設定すれば良く、場合によっては上記「所定長さ」を「全縮状態」に設定することもできる。

以上の各制御思想を踏まえて、実際の作動油量制御を第１〜第４の実施形態に基づいて具体的に説明する。

尚、第１の実施形態は、「第１の残油量取得手法」を採用し、且つ上記伸縮ブーム３を「第２の伸縮機構」により伸縮させるものを対象としている。

第２の実施形態は、「第１の残油量取得手法」を採用し、且つ上記伸縮ブーム３を「第１の伸縮機構」により伸縮させるものを対象としている。

第３の実施形態は、「第２の残油量取得手法」を採用し、且つ上記伸縮ブーム３を「第２の伸縮機構」により伸縮させるものを対象としている。

第４の実施形態は、「第２の残油量取得手法」を採用し、且つ上記伸縮ブーム３を「第１の伸縮機構」により伸縮させるものを対象としている。

Ａ：第１の実施形態
第１の実施形態に係る作動油量制御装置は、上述のように、「第１の残油量取得手法」を採用し、且つ上記伸縮ブーム３を「第２の伸縮機構」により伸縮させるものを対象としており、図２にはその制御ブロックを示している。

この第１の実施形態の制御ではコントローラ３０を備え、このコントローラ３０に対して各種の入力要素と出力要素が付設されている。

入力要素としては、伸縮ブーム３の操作入力（伸縮操作と起伏操作に関する入力）を検出するブーム操作入力検出器３１と、ジブ４の操作入力（伸縮操作と起伏操作に関する入力）を検出するジブ操作入力検出器３２と、ブーム伸縮シリンダ７の長さを検出するブーム伸縮シリンダ長さ検出器３３と、伸縮ブーム３の起伏角（即ち、間接的にブーム起伏シリンダ５の長さ）を検出するブーム起伏角検出器３４と、ジブ伸縮シリンダ８の長さを検出するジブ長さ検出器３５と、ジブ４の起伏角（即ち、間接的にジブ起伏シリンダ６の長さ）を検出するジブ長さ検出器３５が備えられている。

尚、上記ジブ伸縮シリンダ８は、上述のようにジブ４に備えられた複数の油圧シリンダの集合体として便宜的に把握されるものであり、またジブ長さ検出器３５もこの複数の油圧シリンダの長さの集合として便宜的に把握されるものである。

出力要素としては、ブーム伸縮シリンダ７への作動油の給排を制御する制御弁で構成されるブーム伸縮シリンダ駆動手段４１と、ブーム起伏シリンダ５への作動油の給排を制御する制御弁で構成されるブーム起伏シリンダ駆動手段４２と、ジブ伸縮シリンダ８への作動油の給排を制御する制御弁で構成されるジブ伸縮シリンダ駆動手段４３と、ジブ起伏シリンダ６への作動油の給排を制御する制御弁で構成されるジブ起伏シリンダ駆動手段４４と、油量不足の可能性を表示し、且つ警報を発する表示・警報手段４５が備えられている。

上記コントローラ３０には、使用油量算出手段２１と残油量算出手段２２と動作規制信号出力手段２３と駆動制御手段２４の各手段と、タンク総油量メモリ２５と残油量下限値メモリ２６が備えられている。

上記使用油量算出手段２１は、上記ブーム伸縮シリンダ長さ検出器３３からのブーム伸縮シリンダ７の使用油量と、上記ブーム起伏角検出器３４からのブーム起伏シリンダ５の使用油量と、上記ジブ長さ検出器３５からのジブ伸縮シリンダ８の使用油量と、上記ジブ起伏角検出器３６からのジブ起伏シリンダ６の使用油量を受けて、これら各使用油量の総和である全使用油量Ｑａを算出し、これを次述の残油量算出手段２２に出力する。尚、上記ブーム起伏シリンダ５の使用油量は、ブーム起伏角に対応するブーム起伏シリンダ５の長さに基づいて算出され、また、上記ジブ起伏シリンダ６の使用油量は、ジブ起伏角に対応するジブ起伏シリンダ６の長さに基づいて算出されることは言うまでもない。

上記残油量算出手段２２は、上記使用油量算出手段２１からの全使用油量Ｑａと、上記タンク総油量メモリ２５から読み出されるタンク総油量Ｑｔを受けて、演算により現在の作動油タンク９内の残油量Ｑｂを算出し、これを次述の動作規制信号出力手段２３へ出力する。

上記動作規制信号出力手段２３は、上記残油量算出手段２２からの残油量Ｑｂと上記残油量下限値メモリ２６からの残油量下限値Ｑｍを受けてこれらを比較し、残油量Ｑｂが残油量下限値Ｑｍと同じか少なくなった場合に、動作規制信号Ｃを次述の駆動制御手段２４に出力する。

上記駆動制御手段２４には、上記ブーム操作入力検出器３１からの上記伸縮ブーム３に関する操作入力と上記ジブ操作入力検出器３２からの上記ジブ４に関する操作入力が常時入力されており、上記動作規制信号出力手段２３から上記動作規制信号Ｃを受けたときには、上記ブーム伸縮シリンダ駆動手段４１とブーム起伏シリンダ駆動手段４２とジブ伸縮シリンダ駆動手段４３及びジブ起伏シリンダ駆動手段４４のうち、使用油量が増加する方向に操作されようとしている油圧シリンダに対して駆動制御信号を出力し、その動作を規制し、これによって作動油の油量不足の発生を未然に且つ確実に防止するものである。

尚、この実施形態では、上記ブーム伸縮シリンダ長さ検出器３３とブーム起伏角検出器３４とジブ長さ検出器３５とジブ起伏角検出器３６と使用油量算出手段２１と残油量算出手段２２及びタンク総油量メモリ２５によって特許請求の範囲中の「残油量取得手段２０」が構成される。

続いて、図３に示すフローチャートに基づいて、実際の作動油量制御を説明する。

制御開始後、先ずステップＳ１において、ブーム長さとブーム起伏角とジブ長さとジブ起伏角、及びブーム操作入力とジブ操作入力をそれぞれ読み込む。

次に、ステップＳ２において、各油圧シリンダ５〜８の使用油量を求め、さらにその全使用油量Ｑａを求める。そして、ステップＳ３においては、全使用油量Ｑａとタンク総油量Ｑｔから現在の残油量Ｑｂを求める。

しかる後、ステップＳ４において、上記残油量Ｑｂとメモリから読み出される残油量下限値Ｑｍを対比する。ここで、「Ｑｍ＜Ｑｂ」である場合には、残油量Ｑｂに余裕があり油量不足に陥る恐れがないため、油圧シリンダの動作を禁止することなくこれを許容する（ステップＳ５）。

これに対して、「Ｑｍ≧Ｑｂ」である場合、即ち、残油量Ｑｂが残油量下限値Ｑｍ以下に低下し、さらに残油量Ｑｂが減少する方向に油圧シリンダが動作すると油量不足に陥る恐れがある場合には、油圧シリンダの動作禁止制御あるいは残油量の回復制御に移行する。

即ち、ステップＳ６においては、これ以上に残油量を増加させることはできないため、上記各油圧シリンダ５〜８の使用油量が増加する方向の動作、例えば、伸縮ブーム３の起仰動作と伸長動作、及び上記ジブ４の起仰動作と伸長動作を禁止し、油圧シリンダの駆動に伴って油量不足に陥るのを未然に回避する。

さらに、ステップＳ７において、ブーム伸縮シリンダ７が所定長さ以下に縮小したかどうかが判断される。ここで、上記ブーム伸縮シリンダ７が所定長さ以下に縮小していると判断された場合には、これ以上に有効な（即ち、上記ジブ４を作動させ得るような）残油量の増加は望めないので、制御をリターンさせる。

これに対して、上記ブーム伸縮シリンダ７が所定長さ以下まで縮小していないと判断された場合には、該ブーム伸縮シリンダ７が所定長さ以下に縮小するまで該ブーム伸縮シリンダ７の縮小作動を継続し（ステップＳ８）、有効な残油量の増加を図り、これが所定以下に縮小した時点で制御をリターンさせる（ステップＳ７）。

このような制御が継続されることで、各油圧シリンダの駆動に伴って油量不足に陥るのが未然に且つ確実に回避され、延いてはクレーン車Ｚの動作上の信頼性が確保されるものである。

Ｂ：第２の実施形態
第２の実施形態に係る作動油量制御は、上述のように、「第１の残油量取得手法」を採用し、且つ上記伸縮ブーム３を「第１の伸縮機構」により伸縮させるものを対象とするものであって、制御ブロック図及びその説明は上記第１の実施形態における制御ブロック図及びその説明を援用し、ここでは図４に示すフローチャートに基づいて実際の制御を説明する。

即ち、制御開始後、先ずステップＳ１において、ブーム長さとブーム起伏角とジブ長さとジブ起伏角、及びブーム操作入力とジブ操作入力をそれぞれ読み込む。

次に、ステップＳ２において、各油圧シリンダ５〜８の使用油量を求め、さらにその全使用油量Ｑａを求める。そして、ステップＳ３においては、全使用油量Ｑａとタンク総油量Ｑｔから現在の残油量Ｑｂを求める。

しかる後、ステップＳ４において、上記残油量Ｑｂとメモリから読み出される残油量下限値Ｑｍを対比する。ここで、「Ｑｍ＜Ｑｂ」である場合には、残油量Ｑｂに余裕があり油量不足に陥る恐れがないため、油圧シリンダの動作を禁止することなくこれを許容する（ステップＳ５）。

これに対して、「Ｑｍ≧Ｑｂ」である場合、即ち、残油量Ｑｂが残油量下限値Ｑｍ以下に低下し、さらに残油量Ｑｂが減少する方向に油圧シリンダが動作すると油量不足に陥る恐れがあるため、上記各油圧シリンダ５〜８の使用油量が増加する方向の動作を禁止する（ステップＳ６）。

このような制御が継続されることで、各油圧シリンダの駆動に伴って油量不足に陥るのが未然に且つ確実に回避され、延いてはクレーン車Ｚの動作上の信頼性が確保されるものである。

Ｃ：第３の実施形態
第３の実施形態に係る作動油量制御装置は、上述のように、「第２の残油量取得手法」を採用し、且つ上記伸縮ブーム３を「第２の伸縮機構」により伸縮させるものを対象としており、図５にはその制御ブロックを示している。

この第３の実施形態の制御ではコントローラ３０を備え、このコントローラ３０に対して各種の入力要素と出力要素が付設されている。

入力要素としては、伸縮ブーム３の操作入力（伸縮操作と起伏操作に関する入力）を検出するブーム操作入力検出器３１と、ジブ４の操作入力（伸縮操作と起伏操作に関する入力）を検出するジブ操作入力検出器３２と、作動油タンク９内に貯留された作動油の油温を検出するタンク油温検出器３７及び上記作動油タンク９内の残油量を直接検出するタンク残油量検出器３８が備えられている。

出力要素としては、ブーム伸縮シリンダ７への作動油の給排を制御する制御弁で構成されるブーム伸縮シリンダ駆動手段４１と、ブーム起伏シリンダ５への作動油の給排を制御する制御弁で構成されるブーム起伏シリンダ駆動手段４２と、ジブ伸縮シリンダ８への作動油の給排を制御する制御弁で構成されるジブ伸縮シリンダ駆動手段４３と、ジブ起伏シリンダ６への作動油の給排を制御する制御弁で構成されるジブ起伏シリンダ駆動手段４４と、油量不足の可能性を表示し、且つ警報を発する表示・警報手段４５が備えられている。

上記コントローラ３０には、演算手段２７と動作規制信号出力手段２３と駆動制御手段２４の各手段及び残油量下限値メモリ２６が備えられている。

上記演算手段２７は、上記タンク油温検出器３７からの作動油温と上記タンク残油量検出器３８からの残油量を受けて、油温を考慮した正確な残油量Ｑｂを演算により求め、これを次述の動作規制信号出力手段２３へ出力する。

上記動作規制信号出力手段２３は、上記演算手段２７からの残油量Ｑｂと上記残油量下限値メモリ２６からの残油量下限値Ｑｍを受けてこれらを比較し、残油量Ｑｂが残油量下限値Ｑｍと同じか少なくなった場合に、動作規制信号Ｃを次述の駆動制御手段２４に出力する。

上記駆動制御手段２４には、上記ブーム操作入力検出器３１からの上記伸縮ブーム３に関する操作入力と上記ジブ操作入力検出器３２からの上記ジブ４に関する操作入力が常時入力されており、上記動作規制信号出力手段２３から上記動作規制信号Ｃを受けたときには、上記ブーム伸縮シリンダ駆動手段４１とブーム起伏シリンダ駆動手段４２とジブ伸縮シリンダ駆動手段４３及びジブ起伏シリンダ駆動手段４４のうち、使用油量が増加する方向に操作されようとしている油圧シリンダに対して駆動制御信号を出力し、その動作を規制し、これによって作動油の油量不足の発生が未然に且つ確実に防止されるものである。

尚、この実施形態では、上記タンク油温検出器３７とタンク残油量検出器３８及び演算手段２７によって特許請求の範囲中の「残油量取得手段２０」が構成される。

続いて、図６に示すフローチャートに基づいて、実際の作動油量制御を説明する。

制御開始後、先ずステップＳ１において、ブーム操作入力とジブ操作入力と作動油温及び残油量をそれぞれ読み込む。

次に、ステップＳ２において、読み込まれた残油量に作動油温を考慮して正確な残油量Ｑｂを求める。

しかる後、ステップＳ３において、上記残油量Ｑｂとメモリから読み出される残油量下限値Ｑｍを対比する。ここで、「Ｑｍ＜Ｑｂ」である場合には、残油量Ｑｂに余裕があり油量不足に陥る恐れがないため、油圧シリンダの動作を禁止することなくこれを許容する（ステップＳ４）。

これに対して、「Ｑｍ≧Ｑｂ」である場合、即ち、残油量Ｑｂが残油量下限値Ｑｍ以下に低下し、さらに残油量Ｑｂが減少する方向に油圧シリンダが動作すると油量不足に陥る恐れがある場合には、油圧シリンダの動作禁止制御あるいは残油量の回復制御に移行する。

即ち、ステップＳ５においては、これ以上に残油量を増加させることはできないため、上記各油圧シリンダ５〜８の使用油量が増加する方向の動作、例えば、伸縮ブーム３の起仰動作と伸長動作、及び上記ジブ４の起仰動作と伸長動作を禁止し、油圧シリンダの駆動に伴って油量不足に陥るのを未然に回避する。

さらに、ステップＳ６において、ブーム伸縮シリンダ７が所定長さ以下に縮小したかどうかが判断される。ここで、上記ブーム伸縮シリンダ７が所定長さ以下に縮小していると判断された場合には、これ以上に有効な（即ち、上記ジブ４を作動させ得るような）残油量の増加は望めないので、制御をリターンさせる。

これに対して、上記ブーム伸縮シリンダ７が所定長さ以下まで縮小していないと判断された場合には、該ブーム伸縮シリンダ７が所定長さ以下に縮小するまで該ブーム伸縮シリンダ７の縮小作動を継続し（ステップＳ７）、有効な残油量の増加を図り、これが所定以下に縮小した時点で制御をリターンさせる（ステップＳ６）。

このような制御が継続されることで、各油圧シリンダの駆動に伴って油量不足に陥るのが未然に且つ確実に回避され、延いてはクレーン車Ｚの動作上の信頼性が確保されるものである。

Ｄ：第４の実施形態
第４の実施形態に係る作動油量制御は、上述のように、「第２の残油量取得手法」を採用し、且つ上記伸縮ブーム３を「第１の伸縮機構」により伸縮させるものを対象とするものであって、制御ブロック図及びその説明は上記第３の実施形態における制御ブロック図及びその説明を援用し、ここでは図７に示すフローチャートに基づいて実際の制御を説明する。

制御開始後、先ずステップＳ１において、ブーム操作入力とジブ操作入力と作動油温及び残油量をそれぞれ読み込む。

次に、ステップＳ２において、読み込まれた残油量に作動油温を考慮して正確な残油量Ｑｂを求める。

しかる後、ステップＳ３において、上記残油量Ｑｂとメモリから読み出される残油量下限値Ｑｍを対比する。ここで、「Ｑｍ＜Ｑｂ」である場合には、残油量Ｑｂに余裕があり油量不足に陥る恐れがないため、油圧シリンダの動作を禁止することなくこれを許容する（ステップＳ４）。

これに対して、「Ｑｍ≧Ｑｂ」である場合、即ち、残油量Ｑｂが残油量下限値Ｑｍ以下に低下し、さらに残油量Ｑｂが減少する方向に油圧シリンダが動作すると油量不足に陥る恐れがあるため、上記各油圧シリンダ５〜８の使用油量が増加する方向の動作を禁止する（ステップＳ５）。

このような制御が継続されることで、各油圧シリンダの駆動に伴って油量不足に陥るのが未然に且つ確実に回避され、延いてはクレーン車Ｚの動作上の信頼性が確保されるものである。

Ｅ：その他
上記各実施形態では、動作規制対象をブーム起伏シリンダ５とジブ起伏シリンダ６とブーム伸縮シリンダ７及びジブ伸縮シリンダ８の各油圧シリンダに特定しているが、他の実施形態においては、例えば、上記アウトリガ１０のスライドビームを上記「第２の伸縮機構」を備えた構成とし、該スライドビームの伸縮駆動を行なうスライド用油圧シリンダ（図示省略）をも本願発明の作動油量制御における動作規制対象に含めることもできる。

本願発明に係る作動油量制御装置が装備されたクレーン車の全体図である。 本願発明の第１の実施形態に係る作動油量制御装置の制御ブロック図である。 本願発明の第１の実施形態に係る作動油量制御装置のフローチャートである。 本願発明の第２の実施形態に係る作動油量制御装置のフローチャートである。 本願発明の第３の実施形態に係る作動油量制御装置の制御ブロック図である。 本願発明の第３の実施形態に係る作動油量制御装置のフローチャートである。 本願発明の第４の実施形態に係る作動油量制御装置のフローチャートである。 ブーム伸縮シリンダによる伸縮ブームの伸縮動作説明図である。

符号の説明

１ ・・車両
２ ・・旋回台
３ ・・伸縮ブーム
４ ・・ジブ
５ ・・ブーム起伏シリンダ
６ ・・ジブ起伏シリンダ
７ ・・ブーム伸縮シリンダ
８ ・・ジブ伸縮シリンダ
９ ・・作動油タンク
１０ ・・アウトリガ
１１ ・・支点ピン
１２ ・・連結ピン
２１ ・・使用油量算出手段
２２ ・・残油量算出手段
２３ ・・動作規制信号出力手段
２４ ・・駆動制御手段
２５ ・・タンク総油量メモリ
２６ ・・残油量下限値メモリ
２７ ・・演算手段
３０ ・・コントローラ
３１ ・・ブーム操作入力検出器
３２ ・・ジブ操作入力検出器
３３ ・・ブーム伸縮シリンダ長さ検出器
３４ ・・ブーム起伏角検出器
３５ ・・ジブ長さ検出器
３６ ・・ジブ起伏角検出器
３７ ・・タンク油温検出器
３８ ・・タンク残油量検出器
４１ ・・ブーム伸縮シリンダ駆動手段
４２ ・・ブーム起伏シリンダ駆動手段
４３ ・・ジブ伸縮シリンダ駆動手段
４４ ・・ジブ起伏シリンダ駆動手段
４５ ・・表示・警報手段
Ｚ ・・クレーン車（作業機）

Claims (6)

1. 複数の油圧シリンダによって駆動される作業機の作動油量制御装置であって、
   作動油タンク内の残油量を取得する残油量取得手段と、
   上記残油量と予め設定した残油量下限値とを比較し残油量が残油量下限値以下に低下した場合に動作規制信号を出力する動作規制信号出力手段と、
   上記動作規制信号を受けたとき上記残油量が減少する方向への上記油圧シリンダの駆動を規制すべくシリンダ駆動手段に駆動制御信号を出力する駆動制御手段と備えたことを特徴とする作業機の作動油量制御装置。
2. 請求項１において、
   上記残油量取得手段が、上記各油圧シリンダにおいて使用されている全使用油量と作動油タンクに貯留されるタンク総油量とに基づいて演算により上記残油量を取得する構成であることを特徴とする作業機の作動油量制御装置。
3. 請求項１において、
   上記残油量取得手段が、作動油タンク内の残油量を直接検出する構成であることを特徴とする作業機の作動油量制御装置。
4. 請求項３において、
   上記残油量の検出に、作動油タンク内の作動油の油温を反映させることを特徴とする作業機の作動油量制御装置。
5. 請求項１、２、３又は４において、
   上記各油圧シリンダの一つがベースブーム内に順次複数の先端側ブームをそれぞれ伸縮自在に嵌挿してなる伸縮ブームに内挿された伸縮駆動用油圧シリンダであって、該伸縮駆動用油圧シリンダはそのロッド端部がベースブーム基端部に軸支される一方、シリンダチューブのロッド側端部は目的とするブームの基端部と連結・解除可能とされるとともに、上記伸縮ブームの隣接するブーム同士が固定・解除可能とされ、上記伸縮駆動用油圧シリンダの伸縮によって上記複数の先端側ブームが上記ベースブームに対して一段ずつ伸縮駆動されるように構成した伸縮機構を備えたものにあっては、上記動作規制信号を受けたとき上記伸縮駆動用油圧シリンダを縮小作動させることを特徴とする作業機の作動油量制御装置。
6. 請求項５において、
   上記伸縮駆動用油圧シリンダの長さ検出手段を備え、上記動作規制信号を受けたとき、上記伸縮駆動用油圧シリンダの長さが予め設定した所定長さ以下であるか否かを判断し、所定長さ以下でないときに上記伸縮駆動用油圧シリンダの縮小作動を実行させることを特徴とする作業機の作動油量制御装置。

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