JP3561616B2 - レベリング装置の作動油補給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブームの起伏作動に応じて作業台を揺動させ、作業台を水平に維持するレベリング装置に作動油を補給する作動油補給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブームの起伏作動に応じて作業台を揺動させ、作業台を水平に維持するレベリング装置を有する作業装置には高所作業車がある。高所作業車は、車体上に設けられ起伏等の作動が自在なブームと、このブームの先端に上下に揺動自在に取り付けられた作業者搭乗用の作業台と、上記のようなレベリング装置とを有している。このような構成により、ブームを作動させて作業台を所望高所に移動し、作業台に搭乗した作業者により高所作業を行わせることができるとともに、ブームの起伏角度の如何に拘わらず作業台を常時水平に維持することができる。
【０００３】
図５には、レベリング装置の構成を示している。図に示すレベリング装置は、車体とブームとの間に設けられブームの起伏作動により伸縮される下部レベリングシリンダ１２２と、ブームと作業台との間に設けられ伸縮作動して作業台を上下に揺動させる上部レベリングシリンダ１２３と、これら両レベリングシリンダ１２２，１２３を繋ぐ油路等とから構成される。
【０００４】
これら両レベリングシリンダ１２２，１２３のボトム側油室１２２ａ，１２３ａ同士は、油路７１（ボトム側油路）を介して繋がっており、ロッド側油室１２２ｂ，１２３ｂ同士は、油路７２（ロッド側油路）を介して繋がっている。このため、ブームが起伏作動して下部レベリングシリンダ１２２が伸縮作動すると、この伸縮方向と反対方向に上部レベリングシリンダ１２３が伸縮作動し、ブームの起伏作動に応じその逆方向に作業台が揺動して常時水平に維持される。
【０００５】
また、油路７１，７２には、パイロットチェックバルブ８１，８２が設けられており、この油路７１，７２を構成するホースが破裂などした場合でも、上部レベリングシリンダ１２３の各油室１２３ａ，１２３ｂからの作動油の流出を阻止して、作業台が急激に下方へ揺動して作業者が落下するといった事故を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上部レベリングシリンダ１２３のボトム側油室１２３ａからの作動油の流出がパイロットチェックバルブ８１により規制されることにより、レベリングの追従遅れが生じるという問題がある。すなわち、作業台の自重や作業台に搭乗した作業者、作業台上の荷の重量により、通常、上部レベリングシリンダ１２３には圧縮方向に力が作用している。この状態においては、そのボトム側油室１２３ａおよび油路７１におけるこのボトム側油室１２３ａとパイロットチェックバルブ８１との間７１ｂ内の圧力が高圧に維持され、パイロットチェックバルブ８１の開弁圧が高くなる。
【０００７】
このため、このような状態からブームを起仰作動させた場合、下部レベリングシリンダ１２２の伸長作動に伴って上部レベリングシリンダ１２３が縮小作動するとき、パイロットチェックバルブ８１を開かせるのに高いパイロット圧が必要となる。このため、ロッド側油路７２内の油圧が十分に上昇していない場合等には、ロッド側油路内の油圧がパイロット圧となるまで昇圧されるのに時間がかかり、パイロットチェックバルブ８１が開くのに時間がかかる。このため、下部レベリングシリンダ１２２の作動に対して上部レベリングシリンダ１２３の作動が遅れる、すなわちレベリングの追従遅れが生じる。
【０００８】
このような問題に対し、ロッド側油路７２内に作動油を補給してロッド側油路７２内を十分に作動油で満たし、下部レベリングシリンダ１２２の伸長作動に遅れることなくパイロットチェックバルブ８１が開くようにするという手段が考えられる。しかし、このようにロッド側油路７２内に作動油を補給する場合、その補給用油路内にはロッド側油路７２内の作動油の流出を規制するチェックバルブを設ける必要があるが、補給操作時間が短いと、チェックバルブが開いてロッド側油路７２内の作動油が流出するだけで作動油補給が実質的に開始される前にチェックバルブが閉じてしまいロッド側油路７２内に作動油が補給されないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、補給操作時間に拘わらず確実に作動油を補給することのできる作動油補給装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の作動油補給装置は、基台上に起伏自在に配設されたブームとこのブームの先端に上下に揺動自在に取り付けられた作業台との間に配設され、ブームに対して作業台を揺動作動させる上部レベリングシリンダと、ブームの起伏作動に応じて伸縮する下部レベリングシリンダと、上部レベリングシリンダのボトム側油室と下部レベリングシリンダのボトム側油室とを繋ぐボトム側油路と、上部レベリングシリンダのロッド側油室と下部レベリングシリンダのロッド側油室とを繋ぐロッド側油路と、ボトム側油路上に設けられ、ロッド側油路内の油圧が開弁圧より低いときは上部レベリングシリンダのボトム側油室からの作動油の流出を規制し、ロッド側油路内の油圧が開弁圧に達したときは流出を許可するカウンタバランスバルブとからなり、ブームの起伏作動に応じて作業台を水平に維持するレベリング装置に油圧を補給するものであり、補給用油路と、作動油供給手段と、補給操作を行う操作手段と、作動制御手段とから構成される。
【００１１】
補給用油路は、ロッド側油路に繋がれるとともにロッド側油路からの作動油の流出を規制するチェックバルブが設けられてなり、操作手段は補給操作を行うための操作信号を出力し、作動制御手段は操作信号の入力に応じて作動油供給手段の作動を制御するための作動信号を作動油供給手段に出力し、作動油供給手段は、補給用油路を介してロッド側油路へ作動油を供給する。作動制御手段は、少なくとも操作信号の入力時間と同じ時間の作動信号を出力し、操作信号の入力が入力開始から所定時間以下のときには作動信号を所定時間経過まで出力して作動油供給手段によるロッド側油路への作動油供給を所定時間だけ行わせる。
【００１２】
このような構成によれば、作動油供給手段によりロッド側油路に作動油を供給してロッド側油路内を十分に作動油で満たせば、作業台の荷重によりカウンタバランスバルブの開弁圧が高くなっていても、ブームを起仰作動させる場合に、ロッド側油路内の油圧が上記開弁圧まで昇圧されてカウンタバランスバルブが開くまで時間がかからなくなり、レベリングの追従遅れが解消される。
【００１３】
ここで、作動油供給手段によりロッド側油路に作動油を供給する際、作動油供給手段によるロッド側油路への作動油供給時間が短いと、チェックバルブが開いてロッド側油路内の作動油が流出するだけで作動油供給が実質的に開始される前にチェックバルブが閉じてしまいロッド側油路に作動油を補給することができないが、操作手段による補給操作時間が所定時間以下のときには、作動油供給手段によるロッド側油路への作動油供給が所定時間だけ行われる（すなわち、所定時間だけチェックバルブが開放される）ので、確実に作動油を補給することができる。このことから分かるように所定時間とは、チェックバルブを開いて油の初期流出があっても、それに続いて一定量以上の作動油補給を行えるだけチェックバルブを開放させておくだけの時間である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図を参照して説明する。図２には、本発明のレベリング装置の補給装置を有する高所作業車１０の構成を示している。この高所作業車１０は、車体１１上に旋回モータ（図示せず）により旋回作動自在な旋回台１２を有しており、この旋回台１２には、ブーム１３が起伏自在に取り付けられている。ブーム１３は、基端ブーム１３ａ、中間ブーム１３ｂ、先端ブーム１３ｃからなり、これら３段のブームは入れ子式に伸縮自在に構成されている。
【００１５】
このブーム１３は、内部に配設された伸縮シリンダ（図示せず）の伸縮作動により伸縮作動し、旋回台１２と基端ブーム１３ａとの間に配設された起伏シリンダ２１の伸縮作動により起伏作動するようになっている。先端ブーム１３ｃの先端には、支持部材１５を介して垂直ポスト１６が左右に揺動自在に取り付けられており、垂直ポスト１６には、作業者搭乗用の作業台１４が首振り（水平旋回）自在に取り付けられている。
【００１６】
この作業台１４上には上部操作装置１７が、車体１１側には下部操作装置１８がそれぞれ設けられており、これら操作装置１７，１８の操作により旋回モータ、起伏シリンダ２１、伸縮シリンダへの作動油の給排が制御され、ブーム１３の旋回、起伏、伸縮作動が制御されるようになっている。これにより、上部操作装置１７または下部操作装置１８を操作してブーム１３の作動制御を行い、作業台１４を所望高所に移動して作業台１４に搭乗した作業者により高所作業を行わせることができるようになっている。
【００１７】
ここで、この旋回モータ、起伏シリンダ２１、伸縮シリンダへの作動油の給排制御は、操作バルブ３０（図１参照）により行われるようになっている。操作バルブ３０は、旋回モータへの作動油の給排制御を行う旋回制御バルブ、起伏シリンダ２１への作動油の給排制御を行う起伏制御バルブ、伸縮シリンダへの作動油の給排制御を行う伸縮制御バルブからなり、各バルブは独立して作動するようになっている。ポンプＰからの作動油は作動油供給ライン３１を介して各バルブに供給され、各アクチュエータからの排出油は油路３７に排出される。また、操作バルブ３０の非作動時においては、作動油供給ライン３１が油路３７に繋がるようになっており、油路３７が供給用油路として用いられる。
【００１８】
なお、図１においては、操作バルブ３０の内部構成については図示せず、アクチュエータについては起伏シリンダ２１のみを示している。起伏シリンダ２１のボトム側油室２１ａは、油路４１を介して操作バルブ３０（起伏制御バルブ）の一方のポートに繋がっており、ロッド側油室２１ｂは、油路４２を介して他方のポートに繋がっている。
【００１９】
ところで、作業台１４は作業者が搭乗するため、ブーム１３の起伏角度の如何に拘わらず常時水平に維持する必要がある。このため、高所作業車１には、このような作業台１４を常時水平に維持するレベリング装置が設けられており、作業台１４に搭乗した作業者が安定して作業を行えるようになっている。
【００２０】
このレベリング装置は、旋回台１２とブーム１３との間に設けられブーム１３の起伏作動により伸縮される下部レベリングシリンダ２２（図２参照）と、ブーム１３と支持部材１５との間に設けられ、伸縮作動して垂直ポスト１６を左右に揺動させ、作業台１４上下に揺動させてその姿勢を変化させる上部レベリングシリンダ２３（図２参照）と、これら両レベリングシリンダ２２，２３を繋ぐ油路等とから構成される。
【００２１】
図１に示すように、両レベリングシリンダ２２，２３のボトム側油室同士２２ａ，２３ａは、油路５１ａ，５１ｂ（ボトム側油路）およびこれらの間に設けられたダブルカウンタバランスバルブ５３の一方のカウンタバランスバルブ５３ａを介して繋がっている。ロッド側油室同士２２ｂ，２３ｂは、油路５２ａ，５２ｂ（ロッド側油路）およびこれらの間に設けられたダブルカウンタバランスバルブ５３の他方のカウンタバランスバルブ５３ｂを介して繋がっている。
【００２２】
ダブルカウンタバランスバルブ５３において、上部レベリングシリンダ２３のボトム側油室２３ａに繋がるバルブ５３ａは、油路５２ａ内の油圧が開弁圧より低いときは油路５１ｂから油路５１ａへの作動油の流出を規制し、油路５２ａ内の油圧が開弁圧に達したときは流出を許可する。ロッド側油室２３ｂに繋がるバルブ５３ｂは、油路５１ａ内の油圧が開弁圧より低いときは油路５２ｂから油路５２ａへの作動油の流出を規制し、油路５１ａ内の油圧が開弁圧に達したときは流出を許可する。
【００２３】
このような構成によれば、ブーム１３を起仰作動させる場合、上部操作装置１７または下部操作装置１８の起伏操作レバーを起仰操作すると、起仰操作信号がコントローラ（図示せず）に入力され、コントローラから操作バルブ３０（起伏制御バルブ）に作動信号が出力され、操作バルブ３０（起伏制御バルブ）が作動する。
【００２４】
これにより、作動油供給ライン３１、操作バルブ３０、油路４１を介して起伏シリンダ２１のボトム側油室２１ａに作動油が供給されるとともに、ロッド側油室２１ｂ内の作動油が、油路４２、操作バルブ３０、油路３７を介して排出される（図１参照）。このため、起伏シリンダ２１が伸長作動し、ブーム１３が起仰作動する（図２参照）。
【００２５】
ブーム１３が起仰作動するのに伴い、下部レベリングシリンダ２２が伸長し、下部レベリングシリンダ２２のロッド側油室２２ｂ内の作動油が油路５２ａ，５２ｂを介して上部レベリングシリンダ２３のロッド側油室２３ｂに流入する。同時に、油路５２ａ内の油圧によりバルブ５３ａが開き、ボトム側油室２３ａ内の作動油が流出して上部レベリングシリンダ２３が縮小作動する。そして、この流出した作動油は、油路５１ｂ、バルブ５３ａ、油路５１ａを介して下部レベリングシリンダ２２のボトム側油室２２ａに流入する。これにより、下部レベリングシリンダ２２の伸縮方向と反対方向に上部レベリングシリンダ２３が伸縮作動し、ブームの起仰作動に応じその逆方向に作業台１４が揺動して常時水平に維持される。
【００２６】
一方、ブーム１３を倒伏作動させる場合、操作装置１７，１８の起伏操作レバーを倒伏操作すると、油路４２を介して起伏シリンダ２１のロッド側油室２１ｂに作動油が供給されるとともにボトム側油室２１ａ内の作動油が油路４１を介して流出し、起伏シリンダ２１が縮小作動してブーム１３が倒伏作動する。
【００２７】
これに伴い、下部レベリングシリンダ２２が縮小し、下部レベリングシリンダ２２のボトム側油室２２ａ内の作動油が油路５１ａ，５１ｂを介して上部レベリングシリンダ２３のボトム側油室２３ａに流入する。同時に油路５１ａ内の油圧によりバルブ５３ｂが開き、ロッド側油室２３ｂ内の作動油が流出して下部レベリングシリンダ２２のロッド側油室２２ｂに流入する。これにより、ブームの倒伏作動に応じその逆方向に作業台１４が揺動して常時水平に維持される。
【００２８】
ところで、油路５２ａは、その内部の作動油の容積が温度低下により減少することがある。また、油路５１ａ，５２ａへ作動油を給排して上部レベリングシリンダのレベリング調整が行えるように構成される場合には、このレベリング調整により作動油が流出することによっても油路５２ａ内部の作動油の容積が減少することがある。ロッド側油路５２ａを構成するホースはある程度の弾性を有していることから、このように内部の作動油の容積が減少した場合、油路５２ａ内の油圧が昇圧されるのに時間がかかる。
【００２９】
このため、このように油路５２ａ内部の作動油の容積が減少していると、図２に示すように、作業台１４の自重や、作業台１４に搭乗した作業者、作業台１４上の荷の重量により、上部レベリングシリンダ２３に圧縮方向に力が作用し、上部レベリングシリンダ２３のボトム側油室２３ａおよび油路５１ｂ（図１参照）内の油圧が高圧に維持され、バルブ５３ａの開弁圧が高くなっている場合に、ブーム１３を起仰作動させるときに、バルブ５３ａが開くのに時間がかかり、下部レベリングシリンダ２２の作動に対して上部レベリングシリンダ２３の作動が遅れ、レベリングの追従遅れが生じることになる。
【００３０】
そこで、図示のレベリング装置には、本発明の作動油補給装置が設けられており、レベリングの追従遅れが生じた場合に、油路５２ａ内に作動油を補給してレベリングの追従遅れを解消することができるようになっている。このため、油路５２ａには、油路（補給用油路）３４の一端が繋がっており、この油路３４の他端は、レベリング補給用切換バルブ（以下、補給用バルブという）６０の一方のポートに繋がっている。
【００３１】
この油路３４には、油路５２ａからの作動油の流出を防止するため、チェックバルブ６１が設けられている。また、このチェックバルブ６１と補給用バルブ６０との間には、バルブ６１が設けられている。このバルブ６１は、油路３４に供給される作動油の油圧が所定圧以上になるように設けられたものであり、供給された作動油が所定圧に達すると開き、この油圧が所定圧より低いときは閉じるようになっている。
【００３２】
補給用バルブ６０の他方のポートには、作業台１４側まで延びる油路３５が繋がっている。ここで、補給用バルブ６０は、２位置タイプの電磁切換弁であり、そのソレノイドが非励磁のときは左動位置に位置して油路３４を第２排出ライン３３に繋げ、油路３５を油路３７に繋げる。ソレノイドが励磁されたときは、右動位置に位置して油路３４を油路３７に繋げ、油路３５を第２排出ライン３３に繋げる。
【００３３】
この補給用バルブ６０は、補給スイッチ（操作手段）１９からの操作信号に基づきタイマ（作動制御手段）２０から出力された作動信号によりソレノイドが励磁して右動するようになっている（図１参照）。補給スイッチ１９は、例えば中立復帰型のスイッチからなり、操作に応じて操作信号を出力するように構成されており、下部操作装置１８近傍に設けられている。
【００３４】
タイマ２０には補給スイッチ１９から出力された操作信号が入力されるようになっており、タイマ２０は、基本的には、入力された操作信号に応じて補給用バルブ６０のソレノイドに作動信号を出力する。すなわち、操作信号が入力が開始されると同時に作動信号の出力を開始し、操作信号の入力が終了すると同時に作動信号の出力を終了して、操作信号の入力時間と同じ時間だけ作動信号を出力する。
【００３５】
但し、操作信号の入力が入力開始から所定時間経過する前に終了した場合には、終了した後も引き続き作動信号を出力し続け、作動信号の出力開始から所定時間経過した後に作動信号の出力を終了する。この所定時間は、油路３４を介して油路５２ａに作動油を補給する際に、チェックバルブ６２が開いて油の初期流出があっても、それに続いて一定量以上の作動油補給を行えるだけチェックバルブ６２を開放させておくだけの時間であり、具体的には、例えば１秒以上の所定時間が設定される。なお、このタイマ２０は、電気回路を用いてハード的に構成しても、コントローラの一機能としてソフト的に構成してもよい。
【００３６】
このような構成によれば、補給スイッチ１９を操作すると、タイマ２０から補給用バルブ６０に作動信号が出力されて補給用バルブ６０が右動し、油路３１、油路３７、補給用バルブ６０、油路３４を介して油路５２ａに作動油が供給される。そして、油路５２ａ内を構成するホースが弾性変形しなくなる程度にまで作動油が十分に供給されれば、この油圧補給後にブーム１３を起仰作動させた場合、下部レベリングシリンダ２２の伸長作動により速やかに油路５２ａ内の油圧が昇圧されてバルブ５３ａが開くことになり（図１参照）、レベリングの追従遅れが解消される。
【００３７】
ここで、油路５２ａへ作動油を供給するときにチェックバルブ６１が開く際、開いた瞬間には、チェックバルブ６１と油路５２ａとの間の油路３４内の作動油が流出し、一瞬（１／１０秒程度）このチェックバルブ６１と油路５２ａとの間の油路３４内の油圧が低下し、油路５２ａ内の油圧が低下する。しかし、本発明の作動油補給装置では、操作時間が所定時間以内であった場合には、所定時間、補給用バルブ６０に作動信号が出力されるため、作動油供給時間がこのように短い時間となることがないので、確実に油路５２ａに作動油を供給することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の作動油補給装置によれば、操作手段による補給操作時間が所定時間以下のときには、作動油供給手段によるロッド側油路への作動油供給が所定時間だけ行われるので、補給操作時間が短すぎて、補給用油路内のチェックバルブが開いてロッド側油路内の作動油が流出するだけで作動油補給が実質的に開始される前にチェックバルブが閉じてしまいロッド側油路内に作動油が供給されないといった事態を生じさせることがなく、ロッド側油路に確実に作動油を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレベリング装置の作動油補給装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】本発明のレベリング装置の作動油補給装置を備える高所作業車１０の構成を示す側面図である。
【図３】従来のレベリング装置の構成を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１３ ブーム
１４ 作業台
１９ 補給スイッチ（操作手段）
２０ タイマ（作動制御手段）
２２ 下部レベリングシリンダ
２３ 上部レベリングシリンダ
３４ 油路（補給用油路）
５１ａ，５１ｂ ボトム側油路
５２ａ，５２ｂ ロッド側油路
５３ ダブルカウンタバランスバルブ
６０ レベリング補給用切換バルブ
６１ チェックバルブ

Claims (2)

1. 基台上に起伏自在に配設されたブームとこのブームの先端に上下に揺動自在に取り付けられた作業台との間に配設され、前記ブームに対して前記作業台を揺動作動させる上部レベリングシリンダと、前記ブームの起伏作動に応じて伸縮する下部レベリングシリンダと、前記上部レベリングシリンダのボトム側油室と前記下部レベリングシリンダのボトム側油室とを繋ぐボトム側油路と、前記上部レベリングシリンダのロッド側油室と前記下部レベリングシリンダのロッド側油室とを繋ぐロッド側油路と、前記ボトム側油路上に設けられ、前記ロッド側油路内の油圧が開弁圧より低いときは前記上部レベリングシリンダのボトム側油室からの作動油の流出を規制し、前記ロッド側油路内の油圧が開弁圧に達したときは前記流出を許可するカウンタバランスバルブとからなり、前記ブームの起伏作動に応じて前記作業台を水平に維持するレベリング装置の作動油補給装置であって、
   前記ロッド側油路に繋がれるとともに前記ロッド側油路からの作動油の流出を規制するチェックバルブが設けられてなる補給用油路と、
   該補給用油路を介して前記ロッド側油路へ作動油を供給する作動油供給手段と、
   補給操作を行うための操作信号を出力する操作手段と、
   該操作手段からの操作信号の入力に応じて前記作動油供給手段の作動を制御するための作動信号を前記作動油供給手段に出力する作動制御手段とからなり、
   該作動制御手段は、少なくとも前記操作信号の入力時間と同じ時間の前記作動信号を出力し、前記操作信号の入力が入力開始から所定時間以下のときには前記作動信号を該所定時間経過まで出力して作動油供給手段による前記ロッド側油路への作動油供給を前記所定時間だけ行わせることを特徴とするレベリング装置の作動油補給装置。
2. 前記作業台の荷重により前記上部レベリングシリンダに圧縮方向に力が作用し、前記上部レベリングシリンダのボトム側油室と前記カウンタバランスバルブとの間の前記ボトム側油路内に油圧がたっていることを特徴とする請求項１に記載のレベリング装置の作動油補給装置。

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