JP3976997B2 - 作業用車両の安全装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵輪と非操舵輪とこれ等両輪にブレーキを有し、走行操作が成されたときにブレーキ作動を解除するとともに走行操作に基づいて車両を走行させる作業用車両に関し、さらに詳細にはこのような作業用車両の走行安全性を確保する安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような走行制御形態を有する作業用車両は、例えば車体上にブーム式の高所作業装置やシザース式の高所作業装置等を有するいわゆる自走式高所作業車や、掘削装置を有する自走式掘削車両などの作業用車両として土木建設作業や造船作業等に広く用いられている。この様な作業用車両は不整地や傾斜地等を走行可能に構成されるとともに、走行操作をやめて車両を停止させたときには自動的車輪の回転をロックするブレーキがかかり、安全な状態で高所作業等を行うことができるように構成されている。
【０００３】
例えば、不整地や傾斜地等の走破性を高めた四輪駆動型の自走式高所作業車では、各車輪を回転駆動する走行モータとして油圧モータが用いられており、各油圧モータにはモータ軸の回転を制動ロックする、いわゆるネガティブブレーキがモータと一体的に取り付けられている。ネガティブブレーキは一般的に車両を走行させる走行操作が成されていないときにモータ軸の回転を制動ロックし、走行操作が成されて油圧モータに油圧が供給されるときにブレーキを開放するように構成されている。
【０００４】
但し、走行操作が成されずに車両が停止している状態で舵取り操作のみが行われたとき（いわゆる「すえぎり操作」時）に、回転がロックされた操舵輪を強制的にステアリング作動させるとすれば、硬質路面でタイヤ車輪の減りが早まるおそれがある。このため、従来では舵取り操作のみが単独で行われたときに、操舵輪側のネガティブブレーキのみブレーキ作動を解除して舵取り操作に基づいたステアリング作動を許容するように構成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、操舵輪側のブレーキを解除することは、その分ブレーキ力が減少することを意味し、上記のような４輪ブレーキの車両においては車両を停止保持させるブレーキ力が半分に低下することを意味する。この結果、仕様上の最大登坂角を超えるような急傾斜地でステアリングの単独操作を行うようなことがあると車両が傾斜下方に転がり走行するおそれが生じるという問題があった。また、このようなおそれを回避するためには、非操舵輪側の二つのブレーキのみで最大登坂角を超える急傾斜地にも充分耐えるブレーキを設ける必要があり、ブレーキ構造が大型化したりこれに伴って関連する油圧回路構成まで大型化・高コスト化するなど、経済的合理性を欠くという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題や課題に鑑みて成されたものであり、作業者が急傾斜地でステアリングの単独操作を行った場合であっても、車両が傾斜下方に転がり走行するおそれがない安全な作業用車両を簡便な構成で提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明は、車体に回転動自在に取り付けられた操舵輪及び非操舵輪と、操舵輪を転舵作動させて車両の進行方向を変化させるステアリング作動手段（例えば実施形態における操舵シリンダ５７）と、操舵輪及び非操舵輪の少なくともいずれか一方を回転駆動して車両を走行させる駆動手段（例えば実施形態における走行モータ５１，５２）と、操舵輪及び非操舵輪に配設されて操舵輪及び非操舵輪の回転を制動させる操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段（例えば実施形態におけるネガティブブレーキ５３，５４）と、操舵輪の舵取り操作を行うステアリング操作手段と、駆動手段による走行を行わせるための走行操作を行う走行操作手段と、ステアリング操作手段の舵取り操作に基づいてステアリング作動手段の作動を制御し、走行操作手段の走行操作に基づいて駆動手段、操舵輪ブレーキ手段および非操舵輪ブレーキ手段の作動を制御する作動制御装置（例えば実施形態におけるコントロールユニット３０等）とを有し、走行操作手段の走行操作が行われていないときには、作動制御装置により操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段によるブレーキ作動が行われ、走行操作手段の走行操作が行われたときに、作動制御装置が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除させるとともに当該走行操作に基づいて駆動手段を作動させて車両を走行させる作業用車両の安全装置である。
【０００８】
その上で、本発明の安全装置は車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器と、以下に示すようにステアリング作動手段と操舵輪ブレーキ手段の作動を規制するステアリング規制手段（例えば実施形態におけるステアリング規制回路３２）とを設けて構成する。すなわち、傾斜角度検出器で検出される車体の傾斜角度が予め設定された所定傾斜角度以上の車体姿勢において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が行われたときには、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を保持し、ステアリング操作手段の舵取り操作に拘わらずステアリング作動手段の作動を行わせないように規制する。また、傾斜角度検出器で検出される車体の傾斜角度が所定傾斜角度未満の車体姿勢において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。
【０００９】
上記構成の作業用車両は、走行操作手段において走行操作が成されたときに作動制御装置が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除させる構成であり、走行操作が成されていないときには原則的に操舵輪及び非操舵輪のブレーキ作動が解除されない。その上で、本発明の安全装置には車体傾斜角を検出する傾斜角度検出器を有しており、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が予め設定された所定傾斜角度以上の車体姿勢において、いわゆる「すえぎり」となるようなステアリング操作が行われたときに、ステアリング規制手段が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を保持し、ステアリング操作手段の舵取り操作に拘わらずステアリング作動手段の作動を行わせないように規制する。一方、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が所定傾斜角度未満の車体姿勢において、すえぎり操作が行われたときには、ステアリング規制手段は操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。
【００１０】
従って、上記構成の安全装置によれば、所定傾斜角以上の傾斜路面において操舵輪及び非操舵輪に作用する全ブレーキの保持力が確保されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがなく、合理的なブレーキ容量、油圧回路で安全な作業用車両を構成することができる。また、所定傾斜角未満の平坦路面においては操舵輪のブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、タイヤの反撥弾性を蓄積することによるステアリングの段付作動やブレーキ解放時のステアリング角(操舵角)の急変等を生じることがなく、また停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。さらにこのような制御によれば硬質路面においてタイヤ摩耗を生じることもない。従って、安全性と経済的合理性とを両立させた作業用車両を提供することができる。
【００１１】
なお、上記同様に、走行操作手段において走行操作が成されたときに、作動制御装置が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除させるとともに当該走行操作に基づいて駆動手段を作動させて車両を走行させる作業用車両において、安全装置は車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器と、以下に示すようにステアリング作動手段と操舵輪ブレーキ手段の作動を規制するステアリング規制手段とを設けて構成してもよい。すなわち、傾斜角度検出器で検出される車体の傾斜角度が予め設定された所定傾斜角度以上の車体姿勢において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段をブレーキ作動させた状態でステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。また、傾斜角度検出器で検出される車体の傾斜角度が所定傾斜角度未満の車体姿勢において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。
【００１２】
このような構成の作業用車両は、前述した発明の作業用車両と同様に、走行操作が成されていないときには原則的に操舵輪及び非操舵輪のブレーキ作動が解除されない車両構成を有する。その上で、本発明の安全装置には車体傾斜角を検出する傾斜角度検出器を有しており、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が予め設定された所定傾斜角度以上の車体姿勢において、いわゆる「すえぎり」となるようなステアリング操作が行われたときに、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段をブレーキ作動させた状態でステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動を許容する。一方、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が所定傾斜角度未満の車体姿勢において、すえぎり操作が行われたときには、ステアリング規制手段は操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。
【００１３】
従って、上記構成の安全装置によれば、所定傾斜角以上の傾斜路面において操舵輪及び非操舵輪に作用する全ブレーキの保持力が確保されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがなく、合理的なブレーキ容量、油圧回路で安全な作業用車両を構成することができるほか、停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。また、所定傾斜角未満の平坦路面においては操舵輪のブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができ、また硬質路面においてタイヤ摩耗を生じることがない。従って、安全性と経済的合理性とを両立させた作業用車両を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る安全装置を有した作業用車両の一例として、四輪駆動（全輪駆動）型のいわゆる自走式高所作業車（以下、高所作業車という）を図４に示している。高所作業車１は、車体３の前後にタイヤ車輪５５ｒ，５５ｌ，５６ｒ，５６ｌを有し、各タイヤ車輪にそれぞれ走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌが接続されて全タイヤ車輪を回転駆動する。４つの駆動輪のうちの２輪５６ｒ，５６ｌは操舵輪であり舵取り操作に基づいてステアリング作動される。このため、走行モータを回転駆動し、操舵輪をステアリング作動させることにより走行自在に構成されている。
【００１５】
車体３上には図示しない旋回モータの作動により車体３に対して水平旋回自在に旋回台４が配設されており、この旋回台４の上端部に起伏シリンダ１２の伸縮作動により旋回台４に対して起伏動自在にブーム５が枢着されている。ブーム５は旋回台４に枢着された基端ブーム５ａと、この基端ブーム５ａ内にテレスコープ状に嵌挿された中間ブーム５ｂ、先端ブーム５ｃからなり、ブーム内部に配設された伸縮シリンダの作動により伸縮自在に構成されている。ブーム５の先端部には図示しないレベリングシリンダの作動によりブーム５の起伏角によらず常時垂直を維持する垂直ポストが配設され、さらに垂直ポストに設けられた首振りモータの作動により垂直ポスト廻りに水平旋回自在に作業台８が取り付けられている。
【００１６】
作業台８には、車両の走行操作やブームの作動操作を行うための操作装置２０が配設されており、作業台８に搭乗する作業者がこの操作装置２０を操作して車両の走行操作や、旋回台４の旋回操作、ブーム５の起伏及び伸縮操作、作業台８の首振り操作など各種の作動操作を行うことができるように構成されている。
【００１７】
旋回台４には、走行モータ５１，５２や、旋回モータ、起伏シリンダ１２、伸縮シリンダ、首振りモータなどの油圧アクチュエータの駆動源として、油圧を発生させ、供給する油圧ユニット４０が設けられている。油圧ユニット４０は油圧発生源としてエンジン駆動の油圧ポンプを有するとともに、発生された油圧を各油圧アクチュエータに供給して作動を制御する複数の電磁比例弁が配設されている。
【００１８】
油圧ユニット４０に隣接して作動制御装置が配設されている。作動制御装置は操作装置から操作信号が入力されるコントロールユニットを有しており、コントロールユニット３０は操作信号を受けると操作信号に応じた指令信号を油圧ユニット４０内の対応する電磁比例弁に出力する。例えば、操作装置２０から起仰操作の操作信号が入力されると、その操作信号に応じた方向及び電流容量の指令信号を油圧ユニット内の起伏シリンダ１２の電磁比例弁に出力して、同バルブのスプール移動方向及びバルブ開度を制御し、操作信号の大きさに応じた起仰速度でブームを起仰作動させる。このため、作業台８に搭乗する作業者は操作装置２０を操作することによって、旋回台４を旋回作動させ、あるいはブーム５を起伏作動、伸縮作動等させることにより、作業台８を任意の高所に移動させて所望の高所作業を行うことができる。
【００１９】
図１は、走行装置の作動制御装置の制御構成をブロック図として示している。この作動制御装置は、操作装置２０、コントロールユニット３０、油圧ユニット４０、及び走行装置５０などから構成されている。コントロールユニット３０は操作装置２０から操作信号を受けると、この操作信号に応じた指令信号を油圧ユニット４０に出力して対応する電磁比例弁等を作動させ、制御油圧を走行装置５０に出力させて車両の走行を制御する。
【００２０】
操作装置２０には、車両の走行速度レンジを高速・中速・低速の３段階に選択する速度レンジ選択スイッチ２２、操作しない状態において直立した中立位置を有し、レバーの前・後方向への傾倒方向と傾倒角とで車両の前進・後退と移動速度とを操作する走行レバー２３、レバーの左・右方向への傾倒方向と傾倒角とで操舵輪５６ｒ，５６ｌの操舵方向と操舵角とを操作する操舵レバー２４などが設けられている。走行レバー２３は前後進の切り替え機能を有するとともに、各速度レンジで傾倒角に応じて車速をアナログ的に変化させるスロットルレバーに相当し、操舵レバーは傾倒角に応じて車両のカーブ方向をアナログ的に変化させるハンドルに相当する。操作装置２０は、速度レンジ選択スイッチ２１の選択状態や走行レバー２３、操舵レバー２４の傾倒角度位置などの操作信号をコントロールユニット３０に出力する。
【００２１】
油圧ユニット４０は、タンクＴ内の作動油を吸入して所定の油圧を発生させるエンジン駆動の油圧ポンプＰ、コントロールユニット３０からの指令信号に基づいて油圧ポンプの回転数を高速回転と低速回転の２段階に制御するエンジン回転数制御回路４１、走行モータの作動油室の容量（斜板角）を２段階に変化させるモータ容量切替弁４２、走行コントロールバルブ４３、ブレーキソレノイドバルブ４４，４６、操舵コントロールバルブ４７などを有して構成されている。
【００２２】
走行コントロールバルブ４３は、油圧ポンプＰと走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５３ｒ，５３ｌとを繋ぐ油路に配設されており、コントロールユニット３０から出力される指令信号に基づいて走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５３ｒ，５３ｌに供給する油圧の供給方向（走行モータの回転方向＝前後進）の切り替え、及び各方向におけるバルブ開度（スロットル開度に相当する）をアナログ的に変化させる。操舵コントロールバルブ４７はコントロールユニット３０からの指令信号に基づいて操舵シリンダ５７に油圧を供給し操舵輪５６ｒ，５６ｌの操舵角を変化させる。
【００２３】
非操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４４は、非操舵輪の走行モータ５１ｒ，５１ｌと一体に構成されたネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌに対してコントロールユニット３０からの指令信号に基づいて油圧を供給(または排出)させて、ブレーキ解除(またはブレーキ作動)を行わせる。操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４５は、操舵輪の走行モータ５２ｒ，５２ｌと一体に構成されたネガティブブレーキ５４ｒ，５４ｌに対してコントロールユニット３０からの指令信号に基づいて油圧を供給(または排出)させて、ブレーキ解除(またはブレーキ作動)を行わせる。
【００２４】
走行装置５０は、走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌと、それぞれの走行モータと一体に構成されて走行モータの回転をロックするネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌ、操舵輪５６ｒ，５６ｌの操舵角を変化させる操舵シリンダ５７などを有している。走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌは容量可変型の油圧モータであり、走行コントロールバルブ４３を介して作動油室に供給される油圧によってモータ軸が回転駆動されるとともに、モータ容量切替弁４２からの油圧の供給または排出によって作動油室の容積が大容量と小容量の２段階に変化される。このため、モータ容量切替弁４２をオフとして油圧モータの作動油室を大容積にしたときには低回転−高トルク型の油圧モータとして機能し、モータ容量切替弁４２をオンとして作動油室を小容積としたときには高回転−低トルク型の油圧モータとして機能させることができる。
【００２５】
各走行モータと一体に構成されるネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌは、ブレーキソレノイドバルブ４４，４６から油圧が供給されていないとき（ブレーキソレノイドバルブがオフのとき）に、内蔵されたスプリングのバネ力により走行モータのモータ軸の回転を制動ロックするブレーキである。非操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４４にコントロールユニット３０から指令信号出力されてこのバルブが開くと、油圧ポンプＰで発生された油圧が非操舵輪のネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌに供給され、ブレーキ作動を解除させて非操舵輪の回転が許容される。また、操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４５にコントロールユニット３０から指令信号出力されてこのバルブが開くと、同様の構成により操舵輪の回転が許容される。
【００２６】
コントロールユニット３０は、所定要件のもと、操作装置２０から入力される操作信号に基づいた指令信号を油圧ユニット４０に出力して走行装置５０の作動を制御する。まず速度レンジ選択スイッチ２２において選択された速度レンジの操作信号（速度レンジ信号）が入力されると、コントロールユニット３０はこの速度レンジ信号に基づいた指令信号をエンジン回転数制御回路４１と、モータ容量切替弁４２とに出力して、選択された速度レンジに対応するエンジン回転数とモータ容量との組み合わせを設定させる。
【００２７】
例えば、速度レンジ選択スイッチ２２で「低速」が選択され、低速の速度レンジ信号が入力されると、コントロールユニット３０はエンジン回転数制御回路４１に低速回転の指令信号を出力して油圧ポンプＰを回転駆動するエンジンENGの回転数を低速回転にさせるとともに、モータ容量切替弁４２をオフにする指令信号を出力して走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌの作動油室容積を大容量にする制御を行い低速レンジを設定させる。
【００２８】
速度レンジ選択スイッチ２２において「中速」が選択され、中速の速度レンジ信号が入力されたときには、エンジン回転数制御回路４１に高速回転の指令信号を出力して油圧ポンプＰを高速回転にさせるとともに、モータ容量切替弁４２をオフにして各走行モータの作動油室容積を大容量にする制御を行い中速レンジを設定させる。速度レンジ選択スイッチ２２において「高速」が選択され、高速の速度レンジ信号が入力されたときには、エンジン回転数制御回路４１に高速回転の指令信号を出力して油圧ポンプＰを高速回転にさせるとともに、モータ容量切替弁４２をオンとする指令信号を出力して各走行モータの作動油室容積を小容量にする制御を行い高速レンジを設定させる。
【００２９】
コントロールユニット３０には、操作装置２０から走行レバー２３の傾倒方向と傾倒角に応じた操作信号（走行信号）も入力されている。コントロールユニット３０は走行信号を受けるとその信号に応じた指令信号を走行コントロールバルブ４３及びブレーキソレノイドバルブ４４，４６に出力して走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌの回転作動すなわち各タイヤ車輪の駆動を制御する。
【００３０】
走行レバー２３が中立位置にあり、停止の走行信号（以下、停止信号という）が入力されているときには、コントロールユニット３０は走行コントロールバルブ４３をオフにする指令信号を出力し、走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌの作動油室への作動油供給を停止させる。また、停止信号が入力されているときには、後述するステアリング規制時を除き原則として非操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４４及び操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４６をともにオフにする指令信号を出力して全てのネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌをブレーキ作動させ、非操舵輪５５ｒ，５５ｌ及び操舵輪５６ｒ，５６ｌ全輪の回転を制動ロックさせる。
【００３１】
走行レバー２３が前進または後退方向に傾倒操作され、その傾倒角度位置に応じた走行信号が入力されると、コントロールユニット３０はブレーキソレノイドバルブ４４，４６をともにオンにする指令信号を出力してネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌによるブレーキ作動を解除させ、非操舵輪５５ｒ，５５ｌ及び操舵輪５６ｒ，５６ｌ全輪の回転を許容する。そして走行信号に応じた方向及び電流容量の指令信号を走行コントロールバルブ４３に出力して各走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌに作動油を供給させ、選択された速度レンジにおいて走行信号に対応した回転方向及び回転速度で各走行モータを回転させて高所作業車１を走行させる。
【００３２】
コントロールユニット３０には操作装置２０から操舵レバー２４の傾倒方向と傾倒角に応じた操作信号（操舵信号）が入力されている。コントロールユニット３０は、走行レバー２３が操作されて操作装置２０から走行信号が入力され、ネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌのブレーキ作動を解除させた状態において操舵信号が入力されたときには、ステアリング作動をそのまま許容して操舵信号に応じた指令信号を操舵コントロールバルブ４７に出力し、操舵シリンダ５７を作動させて高所作業車１をカーブ走行させる。
【００３３】
一方、走行レバー２３が傾倒操作されずに（停止信号が入力されて）全輪のネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌがブレーキ作動している状態において操舵信号が入力されたときは、いわゆる「すえぎり操作」に該当し、既に従来技術及び解決手段の項で述べたように一律にブレーキ作動を解除させることや一律にステアリング作動を許容することは好ましくない。そこで、本発明に係る作業用車両のコントロールユニット３０には、走行する路面の傾斜状態に応じて、適切なブレーキ制御及びステアリング制御を行うステアリング規制回路３２が設けられている。
【００３４】
高所作業車１の車体３には車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器７０が取り付けられており、この検出器７０で検出される車体傾斜角が傾斜角度信号としてコントロールユニット３０に入力されている。
【００３５】
ステアリング規制回路３２は、傾斜角度検出器７０で検出され入力される車体傾斜角θと、コントロールユニット内の作業範囲メモリー３１に予め設定されたステアリング傾斜角θS（例えば10度程度の傾斜角度）とを比較し、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS未満であるときに平坦路面であり、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS以上であるときに傾斜地であると判断して以下に示すようにブレーキ制御とステアリング制御とを行う。
【００３６】
まず、検出される傾斜角θがステアリング傾斜角θS未満であり平坦路面であると判断される状態において、すえぎり操作が成されたときには、ステアリング規制回路３２は操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４６をオンとして操舵輪のネガティブブレーキ５４ｒ，５４ｌを解除させる。そして、操舵コントロールバルブ４７にステアリング操作（操舵信号）に基づいた指令信号を出力してこのバルブを作動させ、操舵シリンダ５７に油圧を供給してステアリング作動させる。
【００３７】
車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS以上であり傾斜地であると判断される状態において、すえぎり操作が成されたときには、操舵輪ブレーキソレノイド４６、非操舵輪ブレーキソレノイド４５をともにオフの状態のまま維持させて操舵輪及び非操舵輪のネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌのブレーキ作動をそのまま保持させる。また、操舵コントロールバルブ４７には、すえぎり操作に係る指令信号を出力せずに操舵シリンダ５７によるステアリング作動を規制して、その直前のステアリング状態を維持させる。
【００３８】
コントロールユニット３０は、このようなステアリング規制が作動しているときに、操作装置２０に設けた警報ランプやLED等のステアリング規制表示８０にステアリング作動規制中である旨の表示を行う。例えば、平坦路面においてすえぎり操作が成され操舵輪のネガティブブレーキを解除させたときにはランプ等を点滅させて表示し、傾斜地においてすえぎり操作が成され操舵シリンダの作動を規制しているときにはランプ等を点灯させて表示する。
【００３９】
このように、傾斜地においては、操舵輪及び非操舵輪の全ネガティブブレーキの保持力が確保されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがない。また、平坦路面においては操舵輪のネガティブブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、ステアリングの段付作動やブレーキ解放時のステアリング角の急変等を生じることがなく、また停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。さらに上記ステアリング規制制御によれば傾斜地及び平坦路ともに硬質路面でタイヤ摩耗を生じることがない。
【００４０】
次に、安全装置を有した作業用車両の他の好ましい実施形態について説明する。この実施形態はこれまでに図１及び図２を用いて説明した高所作業車１と同様の構成を有して構築されており、コントロールユニット３０におけるステアリング規制回路３２のブレーキ制御とステアリング制御の制御形態が異なるものである。
【００４１】
すなわち、本発明におけるステアリング規制回路３３は、傾斜角度検出器７０で検出され入力される車体傾斜角θと、コントロールユニット内の作業範囲メモリー３１に予め設定されたステアリング傾斜角θSとを比較し、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS未満である平坦路面と、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS以上である傾斜地とで以下に示すようにブレーキ制御及びステアリング制御を行う。
【００４２】
まず、検出される傾斜角θがステアリング傾斜角θS未満の平坦路面において、すえぎり操作が成されたときには、ステアリング規制回路３３は操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４６をオンとして操舵輪のネガティブブレーキ５４ｒ，５４ｌを解除させる。そして、操舵コントロールバルブ４７にステアリング操作（操舵信号）に基づいた指令信号を出力してこのバルブを作動させ、操舵シリンダ５７に油圧を供給してステアリング作動させる。
【００４３】
一方、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS以上である傾斜地において、すえぎり操作が成されたときには、操舵輪ブレーキソレノイド４６非操舵輪ブレーキソレノイド４５をともにオフの状態のまま維持させて操舵輪及び非操舵輪のネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌのブレーキ作動をそのまま保持させるとともに、操舵コントロールバルブ４７にステアリング操作に基づいた指令信号を出力してこのバルブを作動させ、操舵シリンダ５７に油圧を供給してステアリング作動させる。
【００４４】
コントロールユニット３０は、このようなステアリング規制が作動しているときに、操作装置２０に設けたステアリング規制表示８０にステアリング作動規制中である旨の表示を行う。例えば、平坦路面においてすえぎり操作が成され操舵輪のネガティブブレーキを解除させたときにはランプ等を点滅させて表示し、傾斜地においてすえぎり操作が成され操舵輪のネガティブブレーキをブレーキ作動させた状態でステアリング作動を許容しているときにはランプ等を点灯させて表示する。
【００４５】
このように、上記実施形態によれば、傾斜地において操舵輪及び非操舵輪の全ネガティブブレーキの保持力が確保されつつステアリング作動が許容されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがないとともに、停止状態からの実質的旋回半径を小さくすることができる。また、平坦路面においては操舵輪のネガティブブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、傾斜地同様に停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができるとともに、硬質路面でタイヤ摩耗を抑制させることができる。
【００４６】
なお、以上説明した実施例では本発明に係る安全装置を有する作業用車両の一例として、油圧モータで走行する四輪駆動の自走式高所作業車を例示したが、本発明はこのような型式の車両に限定されるものではなく、操舵輪及び非操舵輪とこれ等両者を別個にブレーキ作動させる操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段を有する車両であればよい。例えば、原動機で機械的に駆動される駆動輪を有する二輪駆動車であっても良く、ブレーキ手段はディスクブレーキやドラムブレーキ等であっても良い。また、車輪の数は４輪に限られるものではなく、例えば６輪や８輪等であっても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、操舵輪をステアリング作動させるステアリング作動手段と、操舵輪及び非操舵輪の回転を制動させる操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段と、操舵輪の舵取り操作を行うステアリング操作手段と、駆動手段による走行を行わせるための走行操作を行う走行操作手段と、ステアリング操作手段の舵取り操作に基づいてステアリング作動手段の作動を制御し、走行操作手段の走行操作に基づいて駆動手段、操舵輪ブレーキ手段および非操舵輪ブレーキ手段の作動を制御する作動制御装置とを有し、走行操作手段の走行操作が行われていないときには、作動制御装置により操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段によるブレーキ作動が行われ、走行操作手段の走行操作が行われたときに作動制御装置が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除させるとともに当該走行操作に基づいて駆動手段を作動させて車両を走行させる作業用車両の安全装置である。その上で、本発明の安全装置は車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器とステアリング規制手段とを有し、ステアリング規制手段が、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が予め設定された所定傾斜角度以上の傾斜地において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が行われたときには、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を保持し、ステアリング操作手段の舵取り操作に拘わらずステアリング作動手段の作動を行わせないように規制し、検出される車体の傾斜角度が所定傾斜角度未満の平坦路面において、同様の舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容するように作業用車両の安全装置を構成する。
【００４８】
従って、上記構成の安全装置によれば、傾斜路面において操舵輪及び非操舵輪に作用する全ブレーキの保持力が確保されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがなく、合理的なブレーキ容量、油圧回路で安全な作業用車両を構成することができる。また、平坦路面においては操舵輪のブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、タイヤの反撥弾性を蓄積することによるステアリングの段付作動やブレーキ解放時のステアリング角の急変等を生じることがなく、また停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。さらにこのような制御によれば傾斜地及び平坦路ともに硬質路面でタイヤ摩耗を生じることがない。従って、簡便な構成で安全性と経済的合理性とを両立させて操作性の良好な作業用車両を提供することができる。
【００４９】
また、上記発明と同様の作業用車両において、安全装置には車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器とステアリング規制手段とを有し、ステアリング規制手段が、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が予め設定された所定傾斜角度以上の傾斜地において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段をブレーキ作動させた状態でステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容し、車体傾斜角が所定傾斜角度未満の車体姿勢において同様の舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容するように作業用車両の安全装置を構成する。
【００５０】
従って、上記構成の安全装置によれば、傾斜路面において操舵輪及び非操舵輪に作用する全ブレーキの保持力が確保されつつステアリング作動が許容されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがなく、合理的なブレーキ容量、油圧回路で安全な作業用車両を構成することができ、さらに停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。また、平坦路面においては操舵輪のブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、傾斜地同様に実質的な旋回半径を小さくすることができるとともに、硬質路面においてタイヤ摩耗を抑制させることができる。従って、簡便な構成で安全性と経済的合理性とを両立させて機動性の高い作業用車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る安全装置を有する高所作業車の走行制御装置の制御構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る安全装置を有する高所作業車の斜視図である。
【符号の説明】
１ 高所作業車（作業用車両）
２３ 走行レバー（走行操作手段）
２４ 操舵レバー（ステアリング操作手段）
３０ コントロールユニット（作動制御装置）
３２ ステアリング規制回路（ステアリング規制手段）
４５ 非操舵輪ブレーキソレノイドバルブ（作動制御装置）
４６ 操舵輪ブレーキソレノイドバルブ（作動制御装置）
４７ 操舵コントロールバルブ（作動制御装置）
５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌ 走行モータ（駆動手段）
５３ｒ，５３ｌ ネガティブブレーキ（非操舵輪ブレーキ手段）
５４ｒ，５４ｌ ネガティブブレーキ（操舵輪ブレーキ手段）
５５ｒ，５５ｌ 非操舵輪
５６ｒ，５６ｌ 操舵輪
５７ｒ，５７ｌ 操舵シリンダ（ステアリング作動手段）
７０ 傾斜角度検出器
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵輪と非操舵輪とこれ等両輪にブレーキを有し、走行操作が成されたときにブレーキ作動を解除するとともに走行操作に基づいて車両を走行させる作業用車両に関し、さらに詳細にはこのような作業用車両の走行安全性を確保する安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような走行制御形態を有する作業用車両は、例えば車体上にブーム式の高所作業装置やシザース式の高所作業装置等を有するいわゆる自走式高所作業車や、掘削装置を有する自走式掘削車両などの作業用車両として土木建設作業や造船作業等に広く用いられている。この様な作業用車両は不整地や傾斜地等を走行可能に構成されるとともに、走行操作をやめて車両を停止させたときには自動的車輪の回転をロックするブレーキがかかり、安全な状態で高所作業等を行うことができるように構成されている。
【０００３】
例えば、不整地や傾斜地等の走破性を高めた四輪駆動型の自走式高所作業車では、各車輪を回転駆動する走行モータとして油圧モータが用いられており、各油圧モータにはモータ軸の回転を制動ロックする、いわゆるネガティブブレーキがモータと一体的に取り付けられている。ネガティブブレーキは一般的に車両を走行させる走行操作が成されていないときにモータ軸の回転を制動ロックし、走行操作が成されて油圧モータに油圧が供給されるときにブレーキを開放するように構成されている。
【０００４】
但し、走行操作が成されずに車両が停止している状態で舵取り操作のみが行われたとき（いわゆる「すえぎり操作」時）に、回転がロックされた操舵輪を強制的にステアリング作動させるとすれば、硬質路面でタイヤ車輪の減りが早まるおそれがある。このため、従来では舵取り操作のみが単独で行われたときに、操舵輪側のネガティブブレーキのみブレーキ作動を解除して舵取り操作に基づいたステアリング作動を許容するように構成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、操舵輪側のブレーキを解除することは、その分ブレーキ力が減少することを意味し、上記のような４輪ブレーキの車両においては車両を停止保持させるブレーキ力が半分に低下することを意味する。この結果、仕様上の最大登坂角を超えるような急傾斜地でステアリングの単独操作を行うようなことがあると車両が傾斜下方に転がり走行するおそれが生じるという問題があった。また、このようなおそれを回避するためには、非操舵輪側の二つのブレーキのみで最大登坂角を超える急傾斜地にも充分耐えるブレーキを設ける必要があり、ブレーキ構造が大型化したりこれに伴って関連する油圧回路構成まで大型化・高コスト化するなど、経済的合理性を欠くという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題や課題に鑑みて成されたものであり、作業者が急傾斜地でステアリングの単独操作を行った場合であっても、車両が傾斜下方に転がり走行するおそれがない安全な作業用車両を簡便な構成で提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明は、車体に回転動自在に取り付けられた操舵輪及び非操舵輪と、操舵輪を転舵作動させて車両の進行方向を変化させるステアリング作動手段（例えば実施形態における操舵シリンダ５７）と、操舵輪及び非操舵輪の少なくともいずれか一方を回転駆動して車両を走行させる駆動手段（例えば実施形態における走行モータ５１，５２）と、操舵輪及び非操舵輪に配設されて操舵輪及び非操舵輪の回転を制動させる操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段（例えば実施形態におけるネガティブブレーキ５３，５４）と、操舵輪の舵取り操作を行うステアリング操作手段と、駆動手段による走行を行わせるための走行操作を行う走行操作手段と、ステアリング操作手段の舵取り操作に基づいてステアリング作動手段の作動を制御し、走行操作手段の走行操作に基づいて駆動手段、操舵輪ブレーキ手段および非操舵輪ブレーキ手段の作動を制御する作動制御装置（例えば実施形態におけるコントロールユニット３０等）とを有し、走行操作手段の走行操作が行われていないときには、作動制御装置により操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段によるブレーキ作動が行われ、走行操作手段の走行操作が行われたときに、作動制御装置が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除させるとともに当該走行操作に基づいて駆動手段を作動させて車両を走行させる作業用車両の安全装置である。
【０００８】
その上で、本発明の安全装置は車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器と、以下に示すようにステアリング作動手段と操舵輪ブレーキ手段の作動を規制するステアリング規制手段（例えば実施形態におけるステアリング規制回路３２）とを設けて構成する。すなわち、傾斜角度検出器で検出される車体の傾斜角度が予め設定された所定傾斜角度以上の車体姿勢において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が行われたときには、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を保持し、ステアリング操作手段の舵取り操作に拘わらずステアリング作動手段の作動を行わせないように規制する。また、傾斜角度検出器で検出される車体の傾斜角度が所定傾斜角度未満の車体姿勢において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。
【０００９】
上記構成の作業用車両は、走行操作手段において走行操作が成されたときに作動制御装置が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除させる構成であり、走行操作が成されていないときには原則的に操舵輪及び非操舵輪のブレーキ作動が解除されない。その上で、本発明の安全装置には車体傾斜角を検出する傾斜角度検出器を有しており、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が予め設定された所定傾斜角度以上の車体姿勢において、いわゆる「すえぎり」となるようなステアリング操作が行われたときに、ステアリング規制手段が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を保持し、ステアリング操作手段の舵取り操作に拘わらずステアリング作動手段の作動を行わせないように規制する。一方、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が所定傾斜角度未満の車体姿勢において、すえぎり操作が行われたときには、ステアリング規制手段は操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。
【００１０】
従って、上記構成の安全装置によれば、所定傾斜角以上の傾斜路面において操舵輪及び非操舵輪に作用する全ブレーキの保持力が確保されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがなく、合理的なブレーキ容量、油圧回路で安全な作業用車両を構成することができる。また、所定傾斜角未満の平坦路面においては操舵輪のブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、タイヤの反撥弾性を蓄積することによるステアリングの段付作動やブレーキ解放時のステアリング角(操舵角)の急変等を生じることがなく、また停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。さらにこのような制御によれば硬質路面においてタイヤ摩耗を生じることもない。従って、安全性と経済的合理性とを両立させた作業用車両を提供することができる。
【００１１】
なお、上記同様に、走行操作手段において走行操作が成されたときに、作動制御装置が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除させるとともに当該走行操作に基づいて駆動手段を作動させて車両を走行させる作業用車両において、安全装置は車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器と、以下に示すようにステアリング作動手段と操舵輪ブレーキ手段の作動を規制するステアリング規制手段とを設けて構成してもよい。すなわち、傾斜角度検出器で検出される車体の傾斜角度が予め設定された所定傾斜角度以上の車体姿勢において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段をブレーキ作動させた状態でステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。また、傾斜角度検出器で検出される車体の傾斜角度が所定傾斜角度未満の車体姿勢において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。
【００１２】
このような構成の作業用車両は、前述した発明の作業用車両と同様に、走行操作が成されていないときには原則的に操舵輪及び非操舵輪のブレーキ作動が解除されない車両構成を有する。その上で、本発明の安全装置には車体傾斜角を検出する傾斜角度検出器を有しており、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が予め設定された所定傾斜角度以上の車体姿勢において、いわゆる「すえぎり」となるようなステアリング操作が行われたときに、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段をブレーキ作動させた状態でステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動を許容する。一方、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が所定傾斜角度未満の車体姿勢において、すえぎり操作が行われたときには、ステアリング規制手段は操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容する。
【００１３】
従って、上記構成の安全装置によれば、所定傾斜角以上の傾斜路面において操舵輪及び非操舵輪に作用する全ブレーキの保持力が確保されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがなく、合理的なブレーキ容量、油圧回路で安全な作業用車両を構成することができるほか、停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。また、所定傾斜角未満の平坦路面においては操舵輪のブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができ、また硬質路面においてタイヤ摩耗を生じることがない。従って、安全性と経済的合理性とを両立させた作業用車両を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る安全装置を有した作業用車両の一例として、四輪駆動（全輪駆動）型のいわゆる自走式高所作業車（以下、高所作業車という）を図４に示している。高所作業車１は、車体３の前後にタイヤ車輪５５ｒ，５５ｌ，５６ｒ，５６ｌを有し、各タイヤ車輪にそれぞれ走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌが接続されて全タイヤ車輪を回転駆動する。４つの駆動輪のうちの２輪５６ｒ，５６ｌは操舵輪であり舵取り操作に基づいてステアリング作動される。このため、走行モータを回転駆動し、操舵輪をステアリング作動させることにより走行自在に構成されている。
【００１５】
車体３上には図示しない旋回モータの作動により車体３に対して水平旋回自在に旋回台４が配設されており、この旋回台４の上端部に起伏シリンダ１２の伸縮作動により旋回台４に対して起伏動自在にブーム５が枢着されている。ブーム５は旋回台４に枢着された基端ブーム５ａと、この基端ブーム５ａ内にテレスコープ状に嵌挿された中間ブーム５ｂ、先端ブーム５ｃからなり、ブーム内部に配設された伸縮シリンダの作動により伸縮自在に構成されている。ブーム５の先端部には図示しないレベリングシリンダの作動によりブーム５の起伏角によらず常時垂直を維持する垂直ポストが配設され、さらに垂直ポストに設けられた首振りモータの作動により垂直ポスト廻りに水平旋回自在に作業台８が取り付けられている。
【００１６】
作業台８には、車両の走行操作やブームの作動操作を行うための操作装置２０が配設されており、作業台８に搭乗する作業者がこの操作装置２０を操作して車両の走行操作や、旋回台４の旋回操作、ブーム５の起伏及び伸縮操作、作業台８の首振り操作など各種の作動操作を行うことができるように構成されている。
【００１７】
旋回台４には、走行モータ５１，５２や、旋回モータ、起伏シリンダ１２、伸縮シリンダ、首振りモータなどの油圧アクチュエータの駆動源として、油圧を発生させ、供給する油圧ユニット４０が設けられている。油圧ユニット４０は油圧発生源としてエンジン駆動の油圧ポンプを有するとともに、発生された油圧を各油圧アクチュエータに供給して作動を制御する複数の電磁比例弁が配設されている。
【００１８】
油圧ユニット４０に隣接して作動制御装置が配設されている。作動制御装置は操作装置から操作信号が入力されるコントロールユニットを有しており、コントロールユニット３０は操作信号を受けると操作信号に応じた指令信号を油圧ユニット４０内の対応する電磁比例弁に出力する。例えば、操作装置２０から起仰操作の操作信号が入力されると、その操作信号に応じた方向及び電流容量の指令信号を油圧ユニット内の起伏シリンダ１２の電磁比例弁に出力して、同バルブのスプール移動方向及びバルブ開度を制御し、操作信号の大きさに応じた起仰速度でブームを起仰作動させる。このため、作業台８に搭乗する作業者は操作装置２０を操作することによって、旋回台４を旋回作動させ、あるいはブーム５を起伏作動、伸縮作動等させることにより、作業台８を任意の高所に移動させて所望の高所作業を行うことができる。
【００１９】
図１は、走行装置の作動制御装置の制御構成をブロック図として示している。この作動制御装置は、操作装置２０、コントロールユニット３０、油圧ユニット４０、及び走行装置５０などから構成されている。コントロールユニット３０は操作装置２０から操作信号を受けると、この操作信号に応じた指令信号を油圧ユニット４０に出力して対応する電磁比例弁等を作動させ、制御油圧を走行装置５０に出力させて車両の走行を制御する。
【００２０】
操作装置２０には、車両の走行速度レンジを高速・中速・低速の３段階に選択する速度レンジ選択スイッチ２２、操作しない状態において直立した中立位置を有し、レバーの前・後方向への傾倒方向と傾倒角とで車両の前進・後退と移動速度とを操作する走行レバー２３、レバーの左・右方向への傾倒方向と傾倒角とで操舵輪５６ｒ，５６ｌの操舵方向と操舵角とを操作する操舵レバー２４などが設けられている。走行レバー２３は前後進の切り替え機能を有するとともに、各速度レンジで傾倒角に応じて車速をアナログ的に変化させるスロットルレバーに相当し、操舵レバーは傾倒角に応じて車両のカーブ方向をアナログ的に変化させるハンドルに相当する。操作装置２０は、速度レンジ選択スイッチ２１の選択状態や走行レバー２３、操舵レバー２４の傾倒角度位置などの操作信号をコントロールユニット３０に出力する。
【００２１】
油圧ユニット４０は、タンクＴ内の作動油を吸入して所定の油圧を発生させるエンジン駆動の油圧ポンプＰ、コントロールユニット３０からの指令信号に基づいて油圧ポンプの回転数を高速回転と低速回転の２段階に制御するエンジン回転数制御回路４１、走行モータの作動油室の容量（斜板角）を２段階に変化させるモータ容量切替弁４２、走行コントロールバルブ４３、ブレーキソレノイドバルブ４４，４６、操舵コントロールバルブ４７などを有して構成されている。
【００２２】
走行コントロールバルブ４３は、油圧ポンプＰと走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５３ｒ，５３ｌとを繋ぐ油路に配設されており、コントロールユニット３０から出力される指令信号に基づいて走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５３ｒ，５３ｌに供給する油圧の供給方向（走行モータの回転方向＝前後進）の切り替え、及び各方向におけるバルブ開度（スロットル開度に相当する）をアナログ的に変化させる。操舵コントロールバルブ４７はコントロールユニット３０からの指令信号に基づいて操舵シリンダ５７に油圧を供給し操舵輪５６ｒ，５６ｌの操舵角を変化させる。
【００２３】
非操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４４は、非操舵輪の走行モータ５１ｒ，５１ｌと一体に構成されたネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌに対してコントロールユニット３０からの指令信号に基づいて油圧を供給(または排出)させて、ブレーキ解除(またはブレーキ作動)を行わせる。操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４５は、操舵輪の走行モータ５２ｒ，５２ｌと一体に構成されたネガティブブレーキ５４ｒ，５４ｌに対してコントロールユニット３０からの指令信号に基づいて油圧を供給(または排出)させて、ブレーキ解除(またはブレーキ作動)を行わせる。
【００２４】
走行装置５０は、走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌと、それぞれの走行モータと一体に構成されて走行モータの回転をロックするネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌ、操舵輪５６ｒ，５６ｌの操舵角を変化させる操舵シリンダ５７などを有している。走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌは容量可変型の油圧モータであり、走行コントロールバルブ４３を介して作動油室に供給される油圧によってモータ軸が回転駆動されるとともに、モータ容量切替弁４２からの油圧の供給または排出によって作動油室の容積が大容量と小容量の２段階に変化される。このため、モータ容量切替弁４２をオフとして油圧モータの作動油室を大容積にしたときには低回転−高トルク型の油圧モータとして機能し、モータ容量切替弁４２をオンとして作動油室を小容積としたときには高回転−低トルク型の油圧モータとして機能させることができる。
【００２５】
各走行モータと一体に構成されるネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌは、ブレーキソレノイドバルブ４４，４６から油圧が供給されていないとき（ブレーキソレノイドバルブがオフのとき）に、内蔵されたスプリングのバネ力により走行モータのモータ軸の回転を制動ロックするブレーキである。非操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４４にコントロールユニット３０から指令信号出力されてこのバルブが開くと、油圧ポンプＰで発生された油圧が非操舵輪のネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌに供給され、ブレーキ作動を解除させて非操舵輪の回転が許容される。また、操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４５にコントロールユニット３０から指令信号出力されてこのバルブが開くと、同様の構成により操舵輪の回転が許容される。
【００２６】
コントロールユニット３０は、所定要件のもと、操作装置２０から入力される操作信号に基づいた指令信号を油圧ユニット４０に出力して走行装置５０の作動を制御する。まず速度レンジ選択スイッチ２２において選択された速度レンジの操作信号（速度レンジ信号）が入力されると、コントロールユニット３０はこの速度レンジ信号に基づいた指令信号をエンジン回転数制御回路４１と、モータ容量切替弁４２とに出力して、選択された速度レンジに対応するエンジン回転数とモータ容量との組み合わせを設定させる。
【００２７】
例えば、速度レンジ選択スイッチ２２で「低速」が選択され、低速の速度レンジ信号が入力されると、コントロールユニット３０はエンジン回転数制御回路４１に低速回転の指令信号を出力して油圧ポンプＰを回転駆動するエンジンENGの回転数を低速回転にさせるとともに、モータ容量切替弁４２をオフにする指令信号を出力して走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌの作動油室容積を大容量にする制御を行い低速レンジを設定させる。
【００２８】
速度レンジ選択スイッチ２２において「中速」が選択され、中速の速度レンジ信号が入力されたときには、エンジン回転数制御回路４１に高速回転の指令信号を出力して油圧ポンプＰを高速回転にさせるとともに、モータ容量切替弁４２をオフにして各走行モータの作動油室容積を大容量にする制御を行い中速レンジを設定させる。速度レンジ選択スイッチ２２において「高速」が選択され、高速の速度レンジ信号が入力されたときには、エンジン回転数制御回路４１に高速回転の指令信号を出力して油圧ポンプＰを高速回転にさせるとともに、モータ容量切替弁４２をオンとする指令信号を出力して各走行モータの作動油室容積を小容量にする制御を行い高速レンジを設定させる。
【００２９】
コントロールユニット３０には、操作装置２０から走行レバー２３の傾倒方向と傾倒角に応じた操作信号（走行信号）も入力されている。コントロールユニット３０は走行信号を受けるとその信号に応じた指令信号を走行コントロールバルブ４３及びブレーキソレノイドバルブ４４，４６に出力して走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌの回転作動すなわち各タイヤ車輪の駆動を制御する。
【００３０】
走行レバー２３が中立位置にあり、停止の走行信号（以下、停止信号という）が入力されているときには、コントロールユニット３０は走行コントロールバルブ４３をオフにする指令信号を出力し、走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌの作動油室への作動油供給を停止させる。また、停止信号が入力されているときには、後述するステアリング規制時を除き原則として非操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４４及び操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４６をともにオフにする指令信号を出力して全てのネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌをブレーキ作動させ、非操舵輪５５ｒ，５５ｌ及び操舵輪５６ｒ，５６ｌ全輪の回転を制動ロックさせる。
【００３１】
走行レバー２３が前進または後退方向に傾倒操作され、その傾倒角度位置に応じた走行信号が入力されると、コントロールユニット３０はブレーキソレノイドバルブ４４，４６をともにオンにする指令信号を出力してネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌによるブレーキ作動を解除させ、非操舵輪５５ｒ，５５ｌ及び操舵輪５６ｒ，５６ｌ全輪の回転を許容する。そして走行信号に応じた方向及び電流容量の指令信号を走行コントロールバルブ４３に出力して各走行モータ５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌに作動油を供給させ、選択された速度レンジにおいて走行信号に対応した回転方向及び回転速度で各走行モータを回転させて高所作業車１を走行させる。
【００３２】
コントロールユニット３０には操作装置２０から操舵レバー２４の傾倒方向と傾倒角に応じた操作信号（操舵信号）が入力されている。コントロールユニット３０は、走行レバー２３が操作されて操作装置２０から走行信号が入力され、ネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌのブレーキ作動を解除させた状態において操舵信号が入力されたときには、ステアリング作動をそのまま許容して操舵信号に応じた指令信号を操舵コントロールバルブ４７に出力し、操舵シリンダ５７を作動させて高所作業車１をカーブ走行させる。
【００３３】
一方、走行レバー２３が傾倒操作されずに（停止信号が入力されて）全輪のネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌがブレーキ作動している状態において操舵信号が入力されたときは、いわゆる「すえぎり操作」に該当し、既に従来技術及び解決手段の項で述べたように一律にブレーキ作動を解除させることや一律にステアリング作動を許容することは好ましくない。そこで、本発明に係る作業用車両のコントロールユニット３０には、走行する路面の傾斜状態に応じて、適切なブレーキ制御及びステアリング制御を行うステアリング規制回路３２が設けられている。
【００３４】
高所作業車１の車体３には車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器７０が取り付けられており、この検出器７０で検出される車体傾斜角が傾斜角度信号としてコントロールユニット３０に入力されている。
【００３５】
ステアリング規制回路３２は、傾斜角度検出器７０で検出され入力される車体傾斜角θと、コントロールユニット内の作業範囲メモリー３１に予め設定されたステアリング傾斜角θS（例えば10度程度の傾斜角度）とを比較し、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS未満であるときに平坦路面であり、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS以上であるときに傾斜地であると判断して以下に示すようにブレーキ制御とステアリング制御とを行う。
【００３６】
まず、検出される傾斜角θがステアリング傾斜角θS未満であり平坦路面であると判断される状態において、すえぎり操作が成されたときには、ステアリング規制回路３２は操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４６をオンとして操舵輪のネガティブブレーキ５４ｒ，５４ｌを解除させる。そして、操舵コントロールバルブ４７にステアリング操作（操舵信号）に基づいた指令信号を出力してこのバルブを作動させ、操舵シリンダ５７に油圧を供給してステアリング作動させる。
【００３７】
車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS以上であり傾斜地であると判断される状態において、すえぎり操作が成されたときには、操舵輪ブレーキソレノイド４６、非操舵輪ブレーキソレノイド４５をともにオフの状態のまま維持させて操舵輪及び非操舵輪のネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌのブレーキ作動をそのまま保持させる。また、操舵コントロールバルブ４７には、すえぎり操作に係る指令信号を出力せずに操舵シリンダ５７によるステアリング作動を規制して、その直前のステアリング状態を維持させる。
【００３８】
コントロールユニット３０は、このようなステアリング規制が作動しているときに、操作装置２０に設けた警報ランプやLED等のステアリング規制表示８０にステアリング作動規制中である旨の表示を行う。例えば、平坦路面においてすえぎり操作が成され操舵輪のネガティブブレーキを解除させたときにはランプ等を点滅させて表示し、傾斜地においてすえぎり操作が成され操舵シリンダの作動を規制しているときにはランプ等を点灯させて表示する。
【００３９】
このように、傾斜地においては、操舵輪及び非操舵輪の全ネガティブブレーキの保持力が確保されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがない。また、平坦路面においては操舵輪のネガティブブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、ステアリングの段付作動やブレーキ解放時のステアリング角の急変等を生じることがなく、また停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。さらに上記ステアリング規制制御によれば傾斜地及び平坦路ともに硬質路面でタイヤ摩耗を生じることがない。
【００４０】
次に、安全装置を有した作業用車両の他の好ましい実施形態について説明する。この実施形態はこれまでに図１及び図２を用いて説明した高所作業車１と同様の構成を有して構築されており、コントロールユニット３０におけるステアリング規制回路３２のブレーキ制御とステアリング制御の制御形態が異なるものである。
【００４１】
すなわち、本発明におけるステアリング規制回路３３は、傾斜角度検出器７０で検出され入力される車体傾斜角θと、コントロールユニット内の作業範囲メモリー３１に予め設定されたステアリング傾斜角θSとを比較し、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS未満である平坦路面と、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS以上である傾斜地とで以下に示すようにブレーキ制御及びステアリング制御を行う。
【００４２】
まず、検出される傾斜角θがステアリング傾斜角θS未満の平坦路面において、すえぎり操作が成されたときには、ステアリング規制回路３３は操舵輪ブレーキソレノイドバルブ４６をオンとして操舵輪のネガティブブレーキ５４ｒ，５４ｌを解除させる。そして、操舵コントロールバルブ４７にステアリング操作（操舵信号）に基づいた指令信号を出力してこのバルブを作動させ、操舵シリンダ５７に油圧を供給してステアリング作動させる。
【００４３】
一方、車体傾斜角θがステアリング傾斜角θS以上である傾斜地において、すえぎり操作が成されたときには、操舵輪ブレーキソレノイド４６非操舵輪ブレーキソレノイド４５をともにオフの状態のまま維持させて操舵輪及び非操舵輪のネガティブブレーキ５３ｒ，５３ｌ，５４ｒ，５４ｌのブレーキ作動をそのまま保持させるとともに、操舵コントロールバルブ４７にステアリング操作に基づいた指令信号を出力してこのバルブを作動させ、操舵シリンダ５７に油圧を供給してステアリング作動させる。
【００４４】
コントロールユニット３０は、このようなステアリング規制が作動しているときに、操作装置２０に設けたステアリング規制表示８０にステアリング作動規制中である旨の表示を行う。例えば、平坦路面においてすえぎり操作が成され操舵輪のネガティブブレーキを解除させたときにはランプ等を点滅させて表示し、傾斜地においてすえぎり操作が成され操舵輪のネガティブブレーキをブレーキ作動させた状態でステアリング作動を許容しているときにはランプ等を点灯させて表示する。
【００４５】
このように、上記実施形態によれば、傾斜地において操舵輪及び非操舵輪の全ネガティブブレーキの保持力が確保されつつステアリング作動が許容されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがないとともに、停止状態からの実質的旋回半径を小さくすることができる。また、平坦路面においては操舵輪のネガティブブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、傾斜地同様に停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができるとともに、硬質路面でタイヤ摩耗を抑制させることができる。
【００４６】
なお、以上説明した実施例では本発明に係る安全装置を有する作業用車両の一例として、油圧モータで走行する四輪駆動の自走式高所作業車を例示したが、本発明はこのような型式の車両に限定されるものではなく、操舵輪及び非操舵輪とこれ等両者を別個にブレーキ作動させる操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段を有する車両であればよい。例えば、原動機で機械的に駆動される駆動輪を有する二輪駆動車であっても良く、ブレーキ手段はディスクブレーキやドラムブレーキ等であっても良い。また、車輪の数は４輪に限られるものではなく、例えば６輪や８輪等であっても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、操舵輪をステアリング作動させるステアリング作動手段と、操舵輪及び非操舵輪の回転を制動させる操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段と、操舵輪の舵取り操作を行うステアリング操作手段と、駆動手段による走行を行わせるための走行操作を行う走行操作手段と、ステアリング操作手段の舵取り操作に基づいてステアリング作動手段の作動を制御し、走行操作手段の走行操作に基づいて駆動手段、操舵輪ブレーキ手段および非操舵輪ブレーキ手段の作動を制御する作動制御装置とを有し、走行操作手段の走行操作が行われていないときには、作動制御装置により操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段によるブレーキ作動が行われ、走行操作手段の走行操作が行われたときに作動制御装置が操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除させるとともに当該走行操作に基づいて駆動手段を作動させて車両を走行させる作業用車両の安全装置である。その上で、本発明の安全装置は車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器とステアリング規制手段とを有し、ステアリング規制手段が、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が予め設定された所定傾斜角度以上の傾斜地において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が行われたときには、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を保持し、ステアリング操作手段の舵取り操作に拘わらずステアリング作動手段の作動を行わせないように規制し、検出される車体の傾斜角度が所定傾斜角度未満の平坦路面において、同様の舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容するように作業用車両の安全装置を構成する。
【００４８】
従って、上記構成の安全装置によれば、傾斜路面において操舵輪及び非操舵輪に作用する全ブレーキの保持力が確保されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがなく、合理的なブレーキ容量、油圧回路で安全な作業用車両を構成することができる。また、平坦路面においては操舵輪のブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、タイヤの反撥弾性を蓄積することによるステアリングの段付作動やブレーキ解放時のステアリング角の急変等を生じることがなく、また停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。さらにこのような制御によれば傾斜地及び平坦路ともに硬質路面でタイヤ摩耗を生じることがない。従って、簡便な構成で安全性と経済的合理性とを両立させて操作性の良好な作業用車両を提供することができる。
【００４９】
また、上記発明と同様の作業用車両において、安全装置には車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器とステアリング規制手段とを有し、ステアリング規制手段が、傾斜角度検出器で検出される車体傾斜角が予め設定された所定傾斜角度以上の傾斜地において、走行操作手段による走行操作が行われていない状態でステアリング操作手段による舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段をブレーキ作動させた状態でステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容し、車体傾斜角が所定傾斜角度未満の車体姿勢において同様の舵取り操作が成されたときには、操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、ステアリング操作手段による舵取り操作に基づいたステアリング作動手段の作動を許容するように作業用車両の安全装置を構成する。
【００５０】
従って、上記構成の安全装置によれば、傾斜路面において操舵輪及び非操舵輪に作用する全ブレーキの保持力が確保されつつステアリング作動が許容されるため、傾斜地を下方に転がり走行する等のおそれがなく、合理的なブレーキ容量、油圧回路で安全な作業用車両を構成することができ、さらに停止状態からの実質的な旋回半径を小さくすることができる。また、平坦路面においては操舵輪のブレーキを解除したうえでステアリング作動を許容するため、傾斜地同様に実質的な旋回半径を小さくすることができるとともに、硬質路面においてタイヤ摩耗を抑制させることができる。従って、簡便な構成で安全性と経済的合理性とを両立させて機動性の高い作業用車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る安全装置を有する高所作業車の走行制御装置の制御構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る安全装置を有する高所作業車の斜視図である。
【符号の説明】
１ 高所作業車（作業用車両）
２３ 走行レバー（走行操作手段）
２４ 操舵レバー（ステアリング操作手段）
３０ コントロールユニット（作動制御装置）
３２ ステアリング規制回路（ステアリング規制手段）
４５ 非操舵輪ブレーキソレノイドバルブ（作動制御装置）
４６ 操舵輪ブレーキソレノイドバルブ（作動制御装置）
４７ 操舵コントロールバルブ（作動制御装置）
５１ｒ，５１ｌ，５２ｒ，５２ｌ 走行モータ（駆動手段）
５３ｒ，５３ｌ ネガティブブレーキ（非操舵輪ブレーキ手段）
５４ｒ，５４ｌ ネガティブブレーキ（操舵輪ブレーキ手段）
５５ｒ，５５ｌ 非操舵輪
５６ｒ，５６ｌ 操舵輪
５７ｒ，５７ｌ 操舵シリンダ（ステアリング作動手段）
７０ 傾斜角度検出器
Claims (2)
- 車体に回転動自在に取り付けられた操舵輪及び非操舵輪と、
前記操舵輪を転舵作動させて車両の進行方向を変化させるステアリング作動手段と、
前記操舵輪及び前記非操舵輪の少なくともいずれか一方を回転駆動して車両を走行させる駆動手段と、
前記操舵輪及び前記非操舵輪に配設されて前記操舵輪及び前記非操舵輪の回転を制動させる操舵輪ブレーキ手段及び非操舵輪ブレーキ手段と、
前記操舵輪の舵取り操作を行うステアリング操作手段と、
前記駆動手段による走行を行わせるための走行操作を行う走行操作手段と、
前記ステアリング操作手段の舵取り操作に基づいて前記ステアリング作動手段の作動を制御し、前記走行操作手段の走行操作に基づいて前記駆動手段、前記操舵輪ブレーキ手段および前記非操舵輪ブレーキ手段の作動を制御する作動制御装置とを有し、
前記走行操作手段の走行操作が行われていないときには、前記作動制御装置により前記操舵輪ブレーキ手段及び前記非操舵輪ブレーキ手段によるブレーキ作動が行われ、
前記走行操作手段の走行操作が行われたときに、前記作動制御装置が前記操舵輪ブレーキ手段及び前記非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除させるとともに当該走行操作に基づいて前記駆動手段を作動させて車両を走行させる作業用車両の安全装置であって、
前記車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出器と、
前記傾斜角度検出器で検出される前記車体の傾斜角度が予め設定された所定傾斜角度以上の車体姿勢において、前記走行操作手段による走行操作が行われていない状態で前記ステアリング操作手段による舵取り操作が行われたときには、前記操舵輪ブレーキ手段及び前記非操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を保持し、前記ステアリング操作手段の舵取り操作に拘わらず前記ステアリング作動手段の作動を行わせないように規制し、
前記傾斜角度検出器で検出される前記車体の傾斜角度が前記所定傾斜角度未満の車体姿勢において、前記走行操作手段による走行操作が行われていない状態で前記ステアリング操作手段による舵取り操作が成されたときには、前記操舵輪ブレーキ手段のブレーキ作動を解除するとともに、前記ステアリング操作手段の舵取り操作に基づいた前記ステアリング作動手段の作動を許容するステアリング規制手段を有することを特徴とする作業用車両の安全装置。 - 前記ステアリング規制手段により前記ステアリング操作手段の舵取り操作に拘わらず前記ステアリング作動手段の作動を行わせないように規制されているときにステアリング作動規制中であることを表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１に記載の作業用車両の安全装置。
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