JP3155698B2 - 高所作業装置の連動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は起立中立状態から傾
動操作が自在なレバーロッドを有した操作レバーによる
作業装置の連動制御装置に関し、更に詳しくは、操作レ
バーの傾動操作による作業装置の作動が作業者の操作感
と感覚的に一体となるような連動操作を可能とする制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高所作業装置の一本の入力操作レ
バーによる作動操作は疑似的なベクトルによる連動制御
が行われていた。これは例えば、ブームに対する作業台
の首振角にかかわらず、ブームの中心軸に対し前後方向
へのレバーロッドの傾動操作がブームの伸縮作動指令と
なり、左右方向へのレバーロッドの傾動操作がブームの
旋回作動指令となるというものであった。また、入力操
作レバーによる作動操作では、この操作レバーのグリッ
プを可動グリップとし、この可動グリップの左右への回
転によってブームの起伏作動や、ブームに対する作業台
の左右への首振作動を行うことにより一本の多機能操作
レバーによる全連動方式による制御も行われいた。

【０００３】ところで、以上のようないわゆるジョイス
ティックによる疑似的なベクトル制御（以下、疑似ベク
トル制御という）とは操作レバーのレバーロッドの傾動
方向がそのまま作動方向になる完全なベクトル制御とは
異なり、操作レバーのレバーロッドの傾動方向とブーム
中心軸との相対角度によって操作レバーの傾動操作によ
る指令内容を変えようとするものである。例えば、ブー
ムの中心軸に対し、レバーロッドを左右３０度迄傾けて
傾動操作をしても作動内容が変わらずブームの伸縮作動
指令であるがレバーロッドを前記ブームの中心軸に対し
６０度から１２０度方向に傾動操作したときは旋回作動
指令になる。更に、作業台の正面位置がブームに対し９
０度左右に移動し、同時にレバーロッドのブーム中心軸
に対する相対位置が９０度変わった場合には、従来の前
後方向がブームに対しては左右方向になり、左右方向へ
のレバーロッドの傾動操作がブームの伸縮ではなく旋回
作動になる。また、従来の左右方向がブームに対しては
前後方向となって、この前後方向へのレバーロッドの傾
動操作がブームの旋回作動ではなくて伸縮作動になると
いうものであった（図５参照）。

【０００４】このように作業台に乗った作業者から見て
同一のレバー操作が異なった操作指令となるような指令
内容の切り替えを行う理由は、作業者の操作感覚とブー
ム等の作業装置の作動とを感覚的に一致させ、良好な操
作感をもって作業装置を操作できるようにするためであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような制御方法
も入力操作レバー等によるブーム作動操作を一つずつ順
々に行う場合には極めて良好な操作感が得られていた
が、操作時間の短縮のため操作指令を同時に複合して行
う場合には以下のような場合が生じうる。例えば、作業
台のブームに対する回転（以下、首振りという）を行い
ながら、ブームの旋回操作若しくは伸縮操作を行ってい
ると、作業台の首振作動により作業台のブーム中心軸に
対する回転角（首振角という）が変わり、その結果、レ
バーロッドの傾動方向とブーム中心軸との相対角が変化
して所定の範囲を超えるとき、従来伸縮作動させていた
はずが突然旋回作動に変わってしまうといった状況も生
じうる。これでは、本来作業者が直感的で良好な操作感
をもって操作できるようにと採用された疑似ベクトル制
御がかえって作業者の操作感覚を損なうこととなって好
ましくない。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、作業台の首振作動中にブームの伸縮、旋回
作動等を行っても、途中で作動内容が切り替わることな
くその作動を続行し、一旦伸縮操作や旋回操作を解除し
た後は、作業者から見て同方向へのレバーロッドの傾動
操作であっても、その操作開始時の首振角に応じた作動
内容を選択して指令できるように構成して、作業者が作
業装置と一体的感覚をもって操作できるような操作感の
向上を図ろうとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は伸縮、起伏、旋回が自在なブームと、こ
のブームの先端に取り付けられた作業台とを有する高所
作業装置に装備される。そして、図１に示すように、作
業台上に配設され、ブームの伸縮、旋回、起伏等の操作
内容及び操作方向を入力する入力操作レバー１と、同じ
く作業台上に配設され、作業台のブームに対する首振操
作を指令する首振指令入力手段２と、この作業台のブー
ムに対する首振角を検出する首振角検出器３と、入力操
作レバー１によって入力された指令信号の作動内容を作
業台のブームに対する首振角との関係から選択決定する
セレクタ４とから構成されている。

【０００８】このような連動制御装置において、首振指
令入力手段２を操作せず作業台等の首振りを行わないで
入力操作レバー１の傾動作動のみ行うときは、レバーロ
ッドの傾動方向のブーム中心軸に対する相対角が変わる
ことがないため、当初の作動指令がずっと維持されてい
る。従って、作業者からみたレバーロッドの前後方向へ
の傾動操作によってブームの伸縮を行っているときはそ
のまま目的地点まで作動させることができるし、左右の
傾動操作によってブームの旋回を行っているときも、そ
のまま継続して旋回作動を行うことができる。また、操
作レバーのレバーロッドを傾動させたまま操作指令の内
容に変更を生じさせるべき領域に移動させた場合には指
令内容を変更でき、新たな作動内容を選択することもで
きる。

【０００９】入力操作レバー１及び首振指令入力手段２
によって作業台の首振操作とブームの伸縮、旋回等の操
作指令が同時に入力されたときは、入力操作レバー１に
よって入力操作された時点の作業台の首振角を首振角検
出器３によって検出して、その検出角に応じた操作指令
を入力操作レバー１の指令内容とする。この指令内容は
その後、作業台の首振作動が進み、入力操作レバー１の
操作指令の内容に変更を生じさせるべき相対角領域に作
業台の位置が回転しても変わることなく維持される。ま
た、途中で首振作動を中断し新たに首振作動を開始した
場合であっても入力操作レバー１の操作が継続している
間は維持される。

【００１０】入力操作レバー１による入力が終了し、ブ
ームの作動が終了したときは上記操作指令の維持は解除
され、再び入力操作レバー１によって操作指令を入力す
るときは、その操作時点の作業台の首振角を再び検出し
て、その検出角に応じた操作指令をその入力操作レバー
１の指令内容とする。従って、その間に作業台が回転
し、入力操作レバー１のレバーロッドの傾動方向のブー
ム中心軸に対する相対角が操作内容の変更を必要とする
領域に移動していた場合には作業者からみて同じ方向の
入力操作レバー１の傾動作動であってもその指令内容が
異なることになる。このようにすれば、作業者は自らが
指示した操作内容が途中で変更されることがなく所定の
操作を完了できるとともに、新たに入力操作レバー１に
より操作指令を入力する場合に、作業台がブームの中心
軸に対して左右に変位していても、現実にブームを動か
したい方向にレバーロッドを傾動することでその方向へ
作動させることができ、より直感に近い操作感を得るこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図２は本発明に係
る高所作業装置の入力操作レバーによる連動制御装置を
備えた高所作業車の一例を示している。この高所作業車
１９はトラックの車体１１をベースとしており、車体１
１の後部には車体１１に対して水平旋回作動が自在な旋
回台１２が取り付けられている。旋回台１２の上部には
テレスコープ状に伸縮作動自在に構成されたブーム１３
が起伏作動自在に枢着されている。

【００１２】旋回台１２の旋回作動は車体１１に内蔵さ
れた油圧旋回モータ１４の作動により行われる。また、
ブーム１３の起伏、伸縮作動はそれぞれ旋回台１２とブ
ーム１３間に取り付けられた油圧起伏シリンダ１５、ブ
ーム１３に内蔵された油圧伸縮シリンダ１６の作動によ
り行われる。さらに、ブーム１３の先端には作業台１７
が水平に、なおかつブームに対して左右に首振り可能に
取り付けられており、油圧首振モータ２３の作動により
回転駆動される。この作業台１７には作業者が搭乗する
ことができる。なお、この作業台１７が首振り可能に挿
着されたブーム１３の先端部の枢支ピン（図示せず）と
作業台１７との間にはブーム１３の軸方向からの首振角
を検出するポテンショメータ３１が設けられている。

【００１３】この高所作業車１９には、内蔵する油圧ポ
ンプから吐出された作動油を上記各アクチュエータ１４
〜１６、２３に供給し作動させるための油圧制御回路２
４が備えられている（図４参照）。この油圧制御回路２
４は作業台１７に取り付けられた操作ユニット２５と、
旋回台１２の側面に取り付けられたバブルユニット２７
とから構成されている。そして、操作ユニット２５には
操作レバー２６が設けられており、操作レバー２６はブ
ーム１３や旋回台１２の作動及び作業台１７の首振作動
を指示すべく作業台１７に搭乗した作業者によって操作
される。

【００１４】操作ユニット２５は操作レバー２６の操作
に応じて操作信号を出力するセレクタ４１を内蔵してい
る。バブルユニット２７はこのセレクタ４１から出力さ
れた操作信号を受けて油圧ポンプから吐出された作動油
の各油圧アクチュエータ１４〜１６、２３に対する供給
制御を行う。これにより、操作レバー２６の操作に応じ
てブーム１３、旋回台１２及び作業台１７等の作動を目
的に合わせて行わせることができる。

【００１５】図３は本発明に使用される操作レバー２６
の一例を示すものである。この操作レバー２６は下端を
中心に前後左右（矢印Ｆ、Ｂ、Ｌ、Ｒの方向）を含む全
方向に傾動自在なレバーロッド２１とこのロッド２１の
上端頭部に取り付けられたグリップ２２とから構成され
ている。レバーロッド２１は傾動操作されない状態では
図２に示す起立中立位置に自動復帰するようになってい
る。また、グリップ２２はロッド２１の頭部に固定され
た固定グリップ部２２１と、この固定グリップ部２２１
の上側に配置され、レバーロッド２１の長手軸２１ａを
中心に左右（矢印ＴL、ＴR の方向）に回転自在な可動
グリップ２２２とから構成されている。この可動グリッ
プ２２２も回転操作されない状態では回転中立位置に自
動復帰するようになっている。

【００１６】このような操作レバー２６においては、操
作者はグリップ２２の手握面全体、即ち固定グリップ部
２２１及び可動グリップ部２２２の側面を一緒に握って
レバーロッド２１を傾動操作することができる。また、
可動グリップ２２２の側面を握ってこの可動グリップ２
２２のこの回転操作することができ、片手で回転操作と
傾動操作の複合操作も可能である。

【００１７】図４は本発明の実施例を示す構成図であ
る。入力手段として上述の複合操作レバー２６を使用
し、ブーム１３の伸縮、旋回、作業台の首振指令を一本
の操作レバーによって入力可能としている。操作レバー
２６によって指令された情報は操作ユニット２５に納め
られたセレクタ４１に入力される。セレクタ４１はポテ
ンショメータ３１の出力内容によって操作レバー２６か
ら指令された情報がブーム１３の旋回情報なのか、伸縮
情報なのかを決定しさらに又その方向についても決定を
する。

【００１８】セレクタ４１によって選択決定された内容
は油圧制御回路２４の電磁バルブに伝達される。油圧制
御回路２４を構成するバルブユニット２７には多くの制
御バルブが含まれており、セレクタ４１から出力された
制御信号を受けてバルブの開閉制御を行い油圧ポンプか
ら吐出された作動油の各油圧アクチュエータ１４〜１
６、２３に対する供給制御を行う。これによって操作レ
バー２６の操作に応じてブーム１３、作業台１７の伸
縮、旋回、首振作動を自在に行うことができる。なお、
作業台の首振作動が行われるとポテンショメータ３１は
その検出出力を変更し、新たな情報をセレクタ４１に入
力する。

【００１９】以下に操作レバー２６の傾動操作とブーム
１３、作業台１７等の作動との関係について説明する。
本願発明に係る連動制御装置では疑似ベクトル制御を採
用しており、操作レバー２６の前後、左右への傾動作動
を常にブーム１３の伸縮指令、旋回指令と固定して定め
ているのではなく、レバーロッド２１の傾動方向がブー
ム１３の中心軸方向１３ａを基準として所定の方向に傾
動操作されたとき、それを伸縮指令若しくは旋回指令と
判断してブーム１３等の制御を行おうとするものであ
る。

【００２０】一例として、図５（Ａ）に示すように、ブ
ーム１３の中心軸１３ａの方向を基準に前後の方向及び
それを中心に左右所定の角度範囲内をそれぞれブーム１
３の伸長、縮小の方向領域と定め、左右の方向及びそれ
を中心にして左右所定の角度範囲内をそれぞれ左旋回、
右旋回を指令するものと決める。また、操作レバー２６
の可動グリップ２２２を右へ回転させたとき（図３のＴ
Ｒの方向）は作業台の右首振りを、左へ回転させたとき
（図３のＴＬの方向）は左首振りを行うものと決める。

【００２１】以上のように操作レバー２６による指令内
容及び方向を決めた場合であって、作業台の正面方向と
ブーム中心軸１３ａ方向が一致しているとき（首振角が
０度のとき）はレバーロッド２１をＦ方向（作業台正面
方向）に傾動すればブーム１３の伸長作動になり、Ｂ方
向（作業台後方）に傾動すれば縮小作動になる。また、
レバーロッド２１を右（Ｒ方向）に傾動すれば右旋回作
動、左（Ｌ方向）に傾動すれば左旋回作動になる。即
ち、作業者から見てブーム１３を動かしたい方向にレバ
ーロッド２１を傾動すればその方向にブーム１３を動か
すことができ、極めて直感的で良好な操作感をもって作
業装置１０を操作することができる。

【００２２】一方、図５（Ｂ）に示すごとく、作業台１
７の正面方向をブーム中心軸１３ａから９０度に右に回
転させた場合にあっては、作業台１７に乗った作業者は
従来どおり操作レバー２６を自分自身から見て前方向
（作業台正面に対しＦ方向）に傾動させたとき、その操
作指令はブーム１３に対しては右方向（Ｒ方向）であ
り、従来はブーム１３の伸長指令であったものが右旋回
の指令に変わる。また、作業者自身から見て左方向（Ｌ
方向）へ傾動操作させたとき、その操作指令はブーム１
３に対しては前方向（Ｆ方向）であり、従来はブーム１
３の左旋回指令であったものがブーム１３の伸長指令に
変わる。これは、本発明が採用する疑似ベクトル制御が
ブームの中心軸１３ａを基準に判断するものであるから
であり、このようにすることによって作業台１７がどの
方向に向いていようとも作業者はブーム１３を動かした
い方向にレバーロッド２１を傾動すればブーム１３に自
ら意図した作動をさせることができる。即ち、ブーム１
３の動きと操作レバー２６のレバーロッド２１の傾動方
向を感覚的に一致させて操作性の向上を図ることができ
る。

【００２３】ところで、本実施例の操作レバー２６では
可動グリップ２２２を回転操作させながらレバーロッド
２１を傾動操作させるなど、複合指令が可能である。こ
のような複合指令は作動時間を短縮する上で極めて有効
であるが、作業台１７の首振作動と複合してブーム１３
の作動を行う場合にはブーム１３に対する首振角が時間
と共に変化して以下のような事態が生じる。例えば図５
（Ａ）に示す場合において、可動グリップ２２２を右に
回転して作業台１７をブーム１３に対し右方向（時計回
り方向）に回転させながらレバーロッド２１を前方向
（作業台正面方向）に傾動操作してブーム１３の伸長作
動をさせると、作業台１７の首振角がブーム伸長領域か
ら次第にブーム１３の右旋回領域へ入り、突然、操作レ
バー２６による指令内容に変更が生じてブーム１３の作
動内容が変わってしまう事態も生じうる。

【００２４】このようなブーム１３の動きは作業者の操
作感を損なうものであり好ましくない。本発明ではこの
ような場合を想定して、作業台１７が回転し、首振角が
変化しても最初の操作指令内容を変更することなく、操
作終了まで当初の指令内容を維持するようにセレクタ４
１により制御している。例えば、作業台１７の正面がブ
ーム１３の中心軸方向にある場合に右方向の首振作動と
レバーロッド２１のＦ方向傾動操作がされるとセレクタ
４１は作業台１７の首振作動とポテンショメータ３１の
出力との関係からブーム１３の伸長作動を選択して開始
する。作業台１７の回転が進み、作業台の正面の方向が
右旋回領域に入ってきても（首振角が９０度近傍領域に
なっても）、セレクタ４１は指令内容を変えず、そのま
まブーム１３の伸長作動を続け、所望の位置まで作動さ
せる。指令が終了して作業者が操作レバー２６を離すと
レバーロッド２１は起立中立の位置に自動復帰する。こ
れによって当初の作動指令内容が解除される。

【００２５】作業者が再びブーム１３を作動させようと
して操作レバー２６を作業台正面に対して後ろ方向（Ｂ
方向）に傾動操作させると、作業台１７は既に首振角を
右旋回領域にまで移動させているためポテンショメータ
３１の出力も変更され、以前はブーム１３の縮小作動で
あったものが新たにセレクタ４１が選択する指令はブー
ム１３の左旋回となる。これによりブーム１３を反時計
方向に旋回させることができる。。

【００２６】以上のように、疑似ベクトル制御により操
作レバー２６の傾動方向が首振作動によりブーム中心軸
１３ａに対し相対的に変化して操作指令内容を切り換え
るべき領域に入っても、操作の続行中は作動内容を切り
換えることをせず、操作指令が終了し解除された後に切
り換えるようにすれば作業者の操作感を損なうことなく
作業装置１０を操作することができる。

【００２７】以上の実施例においては操作レバー２６の
レバーロッド２１の傾動操作にブーム１３の伸縮、旋回
操作を当て、可動グリップ２２２の回転に作業台１７の
首振操作を当てたが、本発明はそれに限らず可動グリッ
プ２２２をブーム１３の起伏操作にあて作業台の首振操
作を他の入力手段によって実現しても良い。また、上述
の操作レバー２６にトグルスイッチ等を設け、ブーム１
３の起伏操作の入力手段としても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る高所作
業装置の入力操作レバーによる連動制御装置を装備すれ
ば、疑似ベクトル制御によりブームの動作と入力操作レ
バーの傾動方向を感覚的に一致させ操作がしやすくする
ことができると共に、作業台の相対位置が変化し、作業
者の入力操作レバーによる指令内容に変更を生じさせる
事態が生じても、途中で指令内容の変更をすることなく
操作終了まで維持でき、操作指令解除後に再び操作する
ときには指令内容を変更して、ブームの動きと入力操作
レバーの傾動方向とを感覚的に一致させることができ
る。このため作業者の操作感は極めて良好になり、操作
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す図である。

【図２】本発明に係る連動制御装置を搭載した作業車の
例を示す斜視図である。

【図３】本発明に係る入力操作レバーの一実施例を示す
斜視図である。

【図４】本発明の実施例に係る構成図である。

【図５】ブームの作動内容と入力操作レバーの傾動方向
との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１、 入力操作レバー ２ 首振指令入力手段 ３ 首振角検出器 ４、４１ セレクタ １０ 高所作業装置 １３ ブーム ２１ レバーロッド ２３ 油圧首振モータ ２４ 油圧制御回路 ２６ 操作レバー ２７ バルブユニット ２８ アクチュエータ ３１ ポテンショメータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 裕也 東京都港区赤坂４ー13ー13 株式会社協 和エクシオ内 (72)発明者 阿部 一美 群馬県利根郡新治村大字東峰須川414ー １ 株式会社アイチコーポレーション 新治工場内 (72)発明者 笛木 祐司 群馬県利根郡新治村大字東峰須川414ー １ 株式会社アイチコーポレーション 新治工場内 (56)参考文献 特開 昭64−87500（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−57387（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66F 9/20,9/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伸縮、起伏、旋回自在なブームと、この
   ブームの先端に取り付けられ前記ブームに対して左右に
   首振り可能な作業台を有する高所作業装置において、 前記作業台上に配設され、前記ブームの伸縮、起伏、旋
   回等の操作内容及びその方向等を入力指令する１本の入
   力操作レバーと、 前記作業台上に配設され、前記作業台の前記ブームに対
   する首振り操作を入力指令する首振指令入力手段と、 前記作業台の前記ブームに対する首振角を検出する首振
   角検出器と、 前記入力操作レバーによって入力された前記ブームの作
   動指令信号の内容を前記首振角との関係から選択決定す
   るセレクタとから構成され、 前記入力操作レバー及び前記首振指令入力手段によって
   指令された前記作業台の首振作動と前記ブームの伸縮、
   旋回等の作動が同時に行われたときに、前記入力操作レ
   バーの操作が継続しているときには、前記入力操作レバ
   ーの指令内容は前記作業台の首振角の変動にかかわらず
   前記入力操作レバーの操作開始時における前記作業台の
   前記首振角に応じた前記ブームの作動内容を保持し、前
   記入力操作レバーによる入力が一旦解除された後は、そ
   の後新たに操作された前記入力操作レバーの操作開始時
   における前記作業台の前記首振角に応じて、前記ブーム
   の作動内容を選択決定するように構成したことを特徴と
   する高所作業装置の連動制御装置。
2. 【請求項２】 前記首振指令入力手段を前記入力操作レ
   バーと複合し、一本の多機能操作レバーにより構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の高所作業装置の連動
   制御装置。