JP2923094B2 - ブーム式作業車における旋回速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高所作業車やクレーン
車などの旋回台つきのブーム式作業車において、旋回台
を旋回させるときに、ブーム先端部に設けた搭乗用のバ
ケット(高所作業車の場合)やブーム先端部から吊下げら
れる吊荷(クレーン車の場合)などを安全速度で旋回せし
めるための旋回速度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のブーム式作業車の一例として、
伸縮ブームの先端部に搭乗用のバケットを設けた高所作
業車があるが、このような高所作業車においては、作業
中にバケット内に人が乗った状態で旋回台を旋回させる
作業が必要となる。このように旋回台を旋回させるとき
に、旋回台の旋回速度を速くし過ぎるとバケットの周速
度が速くなってバケット搭乗者に対して危険が生じ、逆
に旋回台の旋回速度を遅くし過ぎるとバケットの周速度
が遅くなって、安全性は高くなるもののバケットを目的
の位置まで移動させるのに時間がかかり過ぎるという問
題がある。尚、バケットの周速度は、旋回台の旋回速度
が一定であっても、ブーム作業半径(ブーム長さとブー
ム起伏角度とによって決まる)によって変化するように
なる。

【０００３】ところで、従来の高所作業車の中には、バ
ケットを安全速度で旋回させるための旋回速度制御装置
を備えたものがあるが、この従来の旋回速度制御装置と
して、次のような２種類のものが知られている。

【０００４】まず第１の旋回速度制御装置として、ブー
ム長さ検出器で検出したブーム長さとブーム起伏角度検
出器で検出したブーム起伏角度とからブーム作業半径を
演算し、該ブーム作業半径に応じて旋回台の旋回最高速
度を変化させることによってブーム先端部(バケット)の
周速度を一定に保つようにしたものがある。即ち、ブー
ム作業半径が大きいときには旋回台の旋回最高速度を遅
くし、逆にブーム作業半径が小さいときには旋回台の旋
回最高速度を速くしてバケットが常に一定周速度で回動
するように設定されている。この場合、旋回台の旋回最
高速度はブーム作業半径のみに基いて制御されるので、
例えばブーム長さを長くした場合であってもブーム起伏
角度が大きい場合には、ブーム作業半径が小さくなって
旋回台の旋回最高速度は速くなる(バケットの周速度は
常に一定)。

【０００５】又、第２の旋回速度制御装置として、伸縮
ブームの長さのみを検出して、そのブーム長さが長くな
ると旋回台の旋回最高速度を遅くし、逆にブーム長さが
短くなると旋回台の旋回最高速度を速くするようにした
ものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の第１の旋回速度制御装置では、ブーム作業半径のみ
に基いて旋回台の旋回最高速度を制御するようにしてい
るので、例えば伸縮ブームの伸長量が大きい場合であっ
てもブーム起伏角度が大きい場合には、ブーム作業半径
が小さくなって旋回台の旋回最高速度が速くなる。この
ように、旋回台の旋回最高速度が速く且つブーム長さが
長い場合には、ブーム全体がたわみ易くなるうえ、旋回
操作時においてブーム先端部における慣性力が大きくな
り、旋回操作の始動時及び停止時にブーム先端部にある
バケット部分に生じる揺れや衝撃が大きくなって、バケ
ット搭乗者にとって不安感が大きくなるという問題があ
る。

【０００７】又、上記した従来の第２の旋回速度制御装
置では、ブーム長さのみに基いて旋回台の旋回最高速度
を制御するようにしているので、伸縮ブームの伸長量が
同じであってもブーム起伏角度が変化すると、旋回台の
旋回最高速度が同じであるためにバケット部分の周速度
が変化するようになり、バケット搭乗者にとっては速度
感覚が定まらず、不安感が大きくなるという問題があっ
た。

【０００８】尚、このような旋回速度制御装置は、クレ
ーン車にも適用可能であるが、クレーン車の場合は、ブ
ーム先端部の周速度が変化すると、旋回操作時にブーム
先端部から吊下げられている吊荷の慣性力によりその吊
荷の振れ量が定まらなくなり、吊荷の衝突等の危険性が
増大してクレーン操作に余分の注意力が必要となるとい
う問題がある。

【０００９】本発明は、上記した従来の旋回速度制御装
置の問題点に鑑み、旋回台の旋回操作を、安全性とスピ
ード性を考慮した上で最適速度で行えるようにした旋回
速度制御装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の旋回速度制御装
置は、車両と、該車両上において油圧式の旋回用モータ
によって水平旋回せしめられる旋回台と、該旋回台上に
おいて起伏及び伸縮自在に設けられた伸縮ブームと、該
伸縮ブームの長さを検出するブーム長さ検出器と、伸縮
ブームの起伏角度を検出するブーム起伏角度検出器とを
備え、さらに前記旋回用モータへの作動油流量を調整す
る流量調整手段を設けて、該流量調整手段に前記旋回台
の最高速度規制信号を入力することにより、旋回用モー
タへの作動油流量を調整して前記旋回台の旋回最高速度
を規制し得るようにしたブーム式作業車において、前記
ブーム長さ検出器で検出したブーム長さ検出値と前記ブ
ーム起伏角度検出器で検出したブーム起伏角度検出値と
からブーム作業半径を演算するブーム作業半径演算手段
と、ブーム作業半径の関数としての制御信号最高出力応
答値を前記流量調整手段へ出力するブーム作業半径応答
制御信号出力手段と、ブーム長さの関数としての制御信
号最高出力応答値を前記流量調整手段へ出力するブーム
長さ応答制御信号出力手段と、ブーム作業状態において
ブーム作業半径応答制御信号出力手段からの制御信号最
高出力応答値とブーム長さ応答制御信号出力手段からの
制御信号最高出力応答値との大きさを比較し、その比較
された２つの制御信号最高出力応答値のうちの前記流量
調整手段に対して旋回用モータへの作動油流量を小さく
する方の制御信号最高出力応答値を選択して、その選択
した制御信号最高出力応答値を前記流量調整手段へ出力
するようにした比較手段とを備えたことを特徴としてい
る。

【００１１】

【作用】本発明の旋回速度制御装置によれば、ブーム作
業状態において、比較手段により、ブーム作業半径応答
制御信号出力手段からの制御信号最高出力応答値とブー
ム長さ応答制御信号出力手段からの制御信号最高出力応
答値との大きさを比較し、且つその比較された２つの制
御信号最高出力応答値のうちの流量調整手段に対して旋
回用モータへの作動油流量を小さくする方を選択して、
その小さくする方の制御信号最高出力応答値を旋回用モ
ータへの作動油流量調整用の流量調整手段に制御信号と
して入力するようにしているので、旋回台を２つの制御
信号最高出力応答値のうちの安全性の高い側(換言すれ
ば、旋回台の旋回最高速度が遅くなる側)の制御信号最
高出力応答値で旋回させることができる。例えば、小さ
い制御信号最高出力応答値で操作されるほど作動油流量
が小さくなるようにした流量調整手段を使用したものに
おいては、ブーム作業半径の割にブーム長さが長く、ブ
ーム作業半径に基いて出力された制御信号最高出力応答
値よりブーム長さに基いて出力された制御信号最高出力
応答値が小さくなる領域では、該ブーム長さに基いて出
力された制御信号最高出力応答値により流量調整手段を
操作し、逆にブーム長さの割にブーム作業半径が大き
く、ブーム長さに基いて出力された制御信号最高出力応
答値よりブーム作業半径に基いて出力された制御信号最
高出力応答値が小さくなる領域では、該ブーム作業半径
に基いて出力された制御信号最高出力応答値により流量
調整手段を操作するようになる。又、このように２つの
制御信号最高出力応答値のうちの作動油流量を小さくす
る方の制御信号最高出力応答値で流量調整手段を操作す
るようにしたものであっても、各制御信号最高出力応答
値は予め旋回スピードの安全性を考慮した上で許容上限
付近の値に設定されているので、旋回台の旋回最高速度
はさほど遅くなることがない。

【００１２】

【発明の効果】このように、本発明の旋回速度制御装置
によれば、ブーム作業状態においては、ブーム作業半径
に基いて出力された制御信号最高出力応答値とブーム長
さに基いて出力された制御信号最高出力応答値のうちの
作動油流量を小さくする方の制御信号最高出力応答値を
選択して、その作動油流量を小さくする方の制御信号最
高出力応答値で旋回台の旋回最高速度を制御するように
なっているので、旋回操作時において、ブーム作業半径
やブーム長さの変化に応じてブーム先端部の周速度を、
安全性とスピード性を考慮した上で最適速度に設定する
ことができるという効果がある。

【００１３】又、本発明によれば、伸縮ブームが大伸長
状態で且つブーム起伏角度が大きい場合においても、旋
回始動時あるいは停止時において、ブームの旋回慣性力
による揺れや衝撃を緩和させることができる。しかも、
本発明の旋回速度制御装置を高所作業車に適用した場合
には、どのようなブーム状態における旋回操作時におい
てもバケット上の搭乗者にほぼ一定の速度感覚を与える
ことができるという効果もある。

【００１４】

【実施例】図１ないし図７を参照して本発明の実施例を
説明すると、この実施例ではブーム式作業車として高所
作業車が採用されている。

【００１５】図１に示す高所作業車は、車両１上に旋回
台２を設け、該旋回台２上に伸縮ブーム３を設けるとと
もに、該伸縮ブーム３の先端部にバケット４を取付けて
構成している。

【００１６】旋回台２は、油圧式の旋回用モータ５によ
って水平旋回せしめられる。旋回用モータ５の上流側油
路中には流量調整手段９が設けられており、該旋回用モ
ータ５に油圧ポンプ８からの作動油が流量調整手段９を
介して供給されるようになっている。そして、この高所
作業車では、該流量調整手段９によって旋回用モータ５
への作動油流量の上限を制御することにより、旋回台２
の旋回最高速度を制御し得るようになっている。

【００１７】伸縮ブーム３は、その基端部を旋回台２上
に枢着しており、起伏シリンダ２０によって起伏せしめ
得るとともに、ブームに内臓している伸縮手段によって
伸縮自在となっている。

【００１８】又、伸縮ブーム３には、ブーム長さＬを検
出するブーム長さ検出器６と、ブーム起伏角度θを検出
するブーム起伏角度検出器７とがそれぞれ設けられてい
る。このブーム長さ検出器６とブーム起伏角度検出器７
による各検出値は、それぞれ後述するコントロールユニ
ット１０に入力される。

【００１９】流量調整手段９としては、図３又は図４に
示すような構成ものがそれぞれ採用可能である。

【００２０】図３に示す流量調整手段９は、電磁比例式
の可変絞り弁９１と方向制御弁９２(手動式又はソレノ
イド式のいづれでもよい)とを使用し、後述するように
コントロールユニット１０からの制御信号によって該可
変絞り弁９１の開度を調整することにより、その弁開度
に応じた作動油流量を方向制御弁９２を介して旋回用モ
ータ５へ供給し得るようになっている。

【００２１】図４に示す流量調整手段９は、電磁比例制
御弁９３を使用し、後述するコントロールユニット１０
からの制御信号によって該電磁比例制御弁９３の開度を
調整することにより、その弁開度に応じた作動油流量を
旋回用モータ５へ供給し得るようになっている。

【００２２】尚、この実施例では、流量調整手段９は、
該流量調整手段９に出力される制御信号最高出力応答値
が大きいほど弁開度が大きくなって旋回用モータ５への
作動油流量を多くし(旋回台２の旋回最高速度が速くな
る)、逆に該制御信号最高出力応答値が小さくなるほど
弁開度が小さくなって旋回用モータ５への作動油流量を
少なくする(旋回台２の旋回最高速度が遅くなる)ように
作用する。

【００２３】この高所作業車には、コントロールユニッ
ト１０内に旋回台２の旋回最高速度を制御するための旋
回速度制御装置を備えている。この旋回速度制御装置
は、図２に示すようにコントロールユニット１０内に、
ブーム作業半径Ｒ(図１参照)を演算するブーム作業半径
演算手段１１と、ブーム作業半径応答制御信号出力手段
１２と、ブーム長さ応答制御信号出力手段１３と、ブー
ム作業状態においてブーム作業半径に基いて出力された
制御信号最高出力応答値Ｒa(図５参照)とブーム長さに
基いて出力された制御信号最高出力応答値Ｌa(図６参
照)とを比較してその比較された２つの制御信号最高出
力応答値Ｒa,Ｌaのうちの弁開度を小さく操作する方を
選択して流量調整手段９へ出力するようにした比較手段
１４とを備えている。

【００２４】ブーム作業半径演算手段１１は、この種の
高所作業車においては過負荷防止装置(転倒防止装置)の
演算手段として一般に用いられており、ブーム作業状態
においてブーム長さ検出器６で検出したブーム長さ検出
値とブーム起伏角度検出器７で検出したブーム起伏角度
検出値とからブーム作業半径Ｒを演算するようになって
いる。

【００２５】ブーム作業半径応答制御信号出力手段１２
は、ブーム作業半径Ｒの関数としての制御信号最高出力
応答値を流量調整手段９へ出力するためのものであり、
図５に示すようにブーム作業半径Ｒが大きくなるほど制
御信号最高出力応答値Ｒaが順次小さくなるように設定
されている。この制御信号最高出力応答値Ｒaは、ブー
ム作業半径Ｒの変化に応じて予め多段階に記憶させてお
く場合と、ブーム長さ検出値とブーム起伏角度検出値と
をその都度コントロールユニット１０内で演算して求め
る場合の、いづれの場合を採用してもよい。

【００２６】ブーム長さ応答制御信号出力手段１３は、
ブーム長さＬの関数としての制御信号最高出力応答値を
流量調整手段９へ出力するためのものであり、図６に示
すようにブーム長さＬが大きくなるほど制御信号最高出
力応答値Ｌaが順次小さくなるように設定されている。
この制御信号最高出力応答値Ｌaも、ブーム長さＬに応
じて予め多段階に記憶させておく場合と、ブーム長さ検
出値をその都度コントロールユニット１０内で演算して
求める場合の、いづれの場合を採用してもよい。

【００２７】尚、ブーム作業半径応答制御信号出力手段
１２及びブーム長さ応答制御信号出力手段１３からそれ
ぞれ出力される各制御信号最高出力応答値Ｒa,Ｌaは、
旋回時の安全性とスピード性を考慮した上で、それぞれ
許容上限付近の値に設定されている。

【００２８】比較手段１４は、ブーム作業状態において
上記ブーム作業半径応答制御信号出力手段１２からの制
御信号最高出力応答値Ｒaと上記ブーム長さ応答制御信
号出力手段１３からの制御信号最高出力応答値Ｌaとの
大小を比較し、その比較した２つの制御信号最高出力応
答値Ｒa,Ｌaのうちの弁開度を小さく操作する方の制御
信号最高出力応答値を選択して、その選択した制御信号
最高出力応答値(Ｒa又はＬa)を流量調整手段９に出力す
るためのものである。

【００２９】そして、この旋回速度制御装置は次のよう
に作用する。即ち、あるブーム作業状態においてブーム
作業半径Ｒに基いて出力される制御信号最高出力応答値
Ｒaとブーム長さＬに基いて出力される制御信号最高出
力応答値Ｌaとが例えば図７においてそれぞれＲa₁とＬa
₁の位置にある場合には、その各制御信号最高出力応答
値Ｒa₁,Ｌa₁の大きさを比較手段１４で比較するととも
に、その比較した２つの制御信号最高出力応答値のうち
の小さい方(弁開度を小さく操作する方)の制御信号最高
出力応答値Ｌa₁を流量調整手段９に出力するようにな
る。この場合には、ブーム作業半径Ｒに基いて出力され
る制御信号最高出力応答値Ｒa₁よりも小さい出力応答値
(Ｌa₁)で流量調整手段９を操作するために、ブーム作業
半径Ｒに基いて出力される制御信号最高出力応答値Ｒa
のみで操作する場合よりも旋回台２の旋回最高速度を遅
くできる。また、逆にブーム作業半径Ｒに基いて出力さ
れる制御信号最高出力応答値Ｒaとブーム長さＬに基い
て出力される制御信号最高出力応答値Ｌaとが例えば図
７においてそれぞれＲa₂とＬa₂の位置にある場合には、
上記とは逆にブーム長さＬに基いて出力される制御信号
最高出力応答値Ｌa₂よりも小さい出力応答値(Ｒa₂)で流
量調整手段９を操作するようになり、ブーム長さＬに基
いて出力される制御信号最高出力応答値Ｌaのみで操作
する場合よりも旋回台２の旋回最高速度を遅くできる。

【００３０】このように、この実施例の旋回速度制御装
置によれば、ブーム作業状態において、ブーム作業半径
Ｒに基いて出力される制御信号最高出力応答値Ｒaとブ
ーム長さＬに基いて出力される制御信号最高出力応答値
Ｌaのうちの小さい方の制御信号最高出力応答値を流量
調整手段９に出力するようになっているので、例えばブ
ーム長さＬが長く且つブーム起伏角度θが大きくてブー
ム作業半径Ｒが小さくなっている場合(Ｒa＞Ｌa)でも、
従来のブーム作業半径に基いて出力される制御信号最高
出力応答値のみで流量調整手段を操作する場合に比し
て、旋回台２の旋回最高速度を遅くできる。従って、そ
の場合には、ブーム先端部(バケット４)の周速度を遅く
してバケット搭乗者に対して旋回始動時あるいは停止時
の揺れや衝撃を緩和することができる。又、ブーム長さ
Ｌが短く且つブーム起伏角度θが小さい場合(Ｒa＜Ｌa)
には、従来のブーム長さに基いて出力される制御信号最
高出力応答値のみで流量調整手段を操作する場合に比し
て旋回台２の旋回最高速度(バケット４の周速度)を遅く
することができ、バケット搭乗者に対して旋回速度が変
化することによる不安を緩和することができる。このよ
うに、この旋回速度制御装置を採用すれば、ブーム先端
部(バケット４)の周速度を、安全性とスピード性を考慮
した上で最適速度に制御することができる。

【００３１】尚、この実施例では、旋回速度制御装置を
高所作業車に適用しているが、他の実施例ではクレーン
車にも適用できることは勿論である。その場合は、旋回
速度制御装置により、旋回始動時あるいは停止時におい
てブーム先端部から吊下げられる吊荷の振れを小さくで
きるという作用が得られる。

【００３２】尚、図４に示す実施例では、旋回速度制御
装置の比較手段１４から出力された制御信号最高出力応
答値(Ｒa又はＬa)と、バケット４に設けた手動操作信号
発生器４１から出力された制御信号出力値(レバー操作
量に応じて出力される)とを別の比較手段４２で比較
し、その比較した２つの制御信号出力値のうちのいづれ
か小さい方の値を電磁比例制御弁９３に入力するように
している。従って、図４のものでは、手動操作信号発生
器４１から出力された制御信号出力値が、コントロール
ユニット１０側から出力された制御信号出力値より小さ
い場合には、その小さい制御信号出力値でもって電磁比
例制御弁９３を操作するようになり、より安全な速度で
旋回台２を旋回させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる旋回速度制御装置を備
えたブーム式作業車(高所作業車)の側面図である。

【図２】図１のブーム式作業車に備えている旋回速度制
御装置のブロック図である。

【図３】流量制御手段の実施例を示す回路図である。

【図４】流量制御手段の他の実施例を示す回路図であ
る。

【図５】ブーム作業半径と、ブーム作業半径に基く制御
信号最高出力応答値との関係を示すグラフである。

【図６】ブーム長さと、ブーム長さに基く制御信号最高
出力応答値との関係を示すグラフである。

【図７】図２の旋回速度制御装置の作用を説明するため
のグラフである。

【符号の説明】

１は車両、２は旋回台、３は伸縮ブーム、４はバケッ
ト、５は旋回用モータ、６はブーム長さ検出器、７はブ
ーム起伏角度検出器、８は油圧ポンプ、９は流量調整手
段、１０はコントロールユニット、１１はブーム作業半
径演算手段、１２はブーム作業半径応答制御信号出力手
段、１３はブーム長さ応答制御信号出力手段、１４は比
較手段、Ｌはブーム長さ、Ｒはブーム作業半径である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B66F 9/00 - 11/04 B66C 23/00 - 23/94

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両(１)と、該車両(１)上において油圧
   式の旋回用モータ(５)によって水平旋回せしめられる旋
   回台(２)と、該旋回台(２)上において起伏及び伸縮自在
   に設けられた伸縮ブーム(３)と、該伸縮ブーム(３)の長
   さを検出するブーム長さ検出器(６)と、伸縮ブーム(３)
   の起伏角度を検出するブーム起伏角度検出器(７)とを備
   え、さらに前記旋回用モータ(５)への作動油流量を調整
   する流量調整手段(９)を設けて、該流量調整手段(９)に
   前記旋回台(２)の最高速度規制信号を入力することによ
   り、旋回用モータ(５)への作動油流量を調整して前記旋
   回台(２)の旋回最高速度を規制し得るようにしたブーム
   式作業車において、 前記ブーム長さ検出器(６)で検出したブーム長さ検出値
   と前記ブーム起伏角度検出器(７)で検出したブーム起伏
   角度検出値とからブーム作業半径(Ｒ)を演算するブーム
   作業半径演算手段(１１)と、 ブーム作業半径(Ｒ)の関数としての制御信号最高出力応
   答値(Ｒa)を前記流量調整手段(９)へ出力するブーム作
   業半径応答制御信号出力手段(１２)と、 ブーム長さ(Ｌ)の関数としての制御信号最高出力応答値
   (Ｌa)を前記流量調整手段(９)へ出力するブーム長さ応
   答制御信号出力手段(１３)と、 ブーム作業状態においてブーム作業半径応答制御信号出
   力手段(１２)からの制御信号最高出力応答値(Ｒa)とブ
   ーム長さ応答制御信号出力手段(１３)からの制御信号最
   高出力応答値(Ｌa)との大きさを比較し、その比較され
   た２つの制御信号最高出力応答値(Ｒa,Ｌa)のうちの前
   記流量調整手段(９)に対して旋回用モータ(５)への作動
   油流量を小さくする方の制御信号最高出力応答値を選択
   して、その選択した制御信号最高出力応答値を前記流量
   調整手段(９)へ出力するようにした比較手段(１４)、 とを備えたことを特徴とするブーム式作業車における旋
   回速度制御装置。