JP5785703B2 - 高所作業車 - Google Patents

Description

本発明は、高所作業車に関し、特に高所作業車における作業台の移動制御に関する。

従来、高所作業車として、車台に対して旋回自在に設けられた旋回台に、起伏及び伸縮自在に取り付けられたブームを有し、該ブームの先端に作業台が設けられた高所作業車があり、この作業台に備えられた操作手段によって、旋回台の旋回操作、ブームの起伏操作及びブームの伸縮操作を行い、作業台の位置を調節するものが知られている。このような高所作業車では、ブームに許容される限界負荷を生じない限界作業範囲が予め決められており、この範囲を超えるような操作が規制されていた。そのため、例えば作業台が所定の高さにある状態において、ブームが伸長されたまま徐々に起伏下げ動作が行われると、作業台が限界作業範囲を超えてしまい、それ以上の起伏下げ動作ができないことがあった。

そこで、例えば、特許文献１には、起伏操作手段からの起伏下げ信号を受けた場合にブームを起伏下げ動作させ、この動作中に作業台が作業限界範囲まで到達したときに作業台が起伏下げ動作から垂直下降するようにブームを制御する高所作業車が開示されている。

この特許文献１に記載の高所作業車によれば、確かに、作業車は起伏操作手段を起伏下げ操作するだけで、作業台が作業限界範囲を超えることなく下降するように操作することができる。

実開平５−１９２９８号（請求項１、段落０００９〜００１２）

しかしながら、このような高所作業車は、ブームの起伏下げ動作をしているはずなのに途中から垂直下降動作に変化してしまうため、例えばレンタルで使用する場合のように、その高所作業車の取り扱いに不慣れな作業者にとっては、動作態様（自己の操作とブームの動作との関連性）が分かり難くかった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、不慣れな作業者にとっても作業台の動作態様が分かりやすい高所作業車を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明では、先端に作業台が設けられたブームと、該ブームを伸縮動作させる第１の駆動部と、前記ブームを起伏動作させる第２の駆動部とを備え、第１の方向の傾動操作によって前記第１の駆動部が制御され前記ブームが伸動作し、第２の方向の傾動操作によって前記第１の駆動部が制御され前記ブームが縮動作する第１の操作杆と、第１の方向の傾動操作によって前記第２の駆動部が制御され前記ブームが最大角度まで起動作された状態で継続して第１の方向に傾動操作されていると前記第１の駆動部が制御され前記ブームが伸動作し、第２の方向の傾動操作によって前記第１の駆動部及び第２の駆動部が制御され前記ブームに設けられた作業台が垂直下降動作する第２の操作杆とを有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、前記第２の操作杆が第２の方向に傾動操作された場合において、前記作業台が垂直下降動作中に前記ブームが最縮小状態となった状態で継続して前記第２の操作杆が第２の方向に傾動操作されていると前記第２の駆動部が制御され前記ブームが伏動作することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第２の操作杆に対する第１の方向の傾動操作という単純な動作によって、作業台が最大揚程に達するため、第２の操作杆による「第１の方向の傾動操作」が「作業台の上昇」という動作態様に対応付けられる。

請求項２に記載の発明によれば、垂直下降中にブームが最縮小状態となっても、ブームの伏動作によって下降が進行するため、「第２の方向の傾動操作」が「作業台の下降」という動作態様に対応付けられる。

本発明の一の実施の形態に係る高所作業車の側面図である。 本発明の一の実施の形態に係る高所作業車における操作部の模式図である。 本発明の一の実施の形態に係る高所作業車における制御系統の概略ブロック図である。 本発明の一の実施の形態に係る高所作業車における動作態様を示す模式図である。 本発明の一の実施の形態に係る高所作業車における動作態様を示す模式図である。 本発明の一の実施の形態に係る高所作業車における動作態様を示す模式図である。 本発明の他の実施の形態に係る高所作業車における操作部の模式図である。 本発明の他の実施の形態に係る高所作業車における動作態様を示す模式図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る高所作業車における動作態様を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。

実施の形態１．
図１乃至図６に本発明に係る一の実施の形態を示す。図１は、高所作業車の側面図である。高所作業車１は、車台２に前輪３Ｆ，３Ｆ及び後輪３Ｒ，３Ｒを有しており、前輪３Ｆ，３Ｆの上方には、高所作業車１の走行操作を行うためのキャブ４が設けられている。このキャブ４の後方には、主に以下の架装物が架装されている。

車台２の後端近傍には、旋回モータ（図示省略）により旋回自在に構成された旋回台５が設けられ、該旋回台５には、起伏自在にブーム７が枢支されている。このブーム７には起伏シリンダ９が接続されており、この起伏シリンダ９を伸縮させることで、ブーム７が起伏するようになっている。また、ブーム７は、内部に設けられた伸縮シリンダ（図示省略）を伸縮させることで伸縮自在となるように多段式に構成されており、その先端には、作業台１１が常に水平を維持するように揺動自在に取り付けられている。つまり、作業台１１は、伸縮シリンダ及び起伏シリンダ９の伸縮によって高さ方向の位置を調節することができ、また、旋回台５の旋回によって水平方向の位置を調節することができる。さらに、作業台１１はブーム７に対して所定範囲内で旋回自在とされ、スイングモータ（図示省略）によって旋回位置を調節することができる。また、車台２の前後には、作業時に車幅方向に張出して車台２をジャッキアップするアウトリガ装置６Ｆ，６Ｒが設けられている。なお、旋回台５の旋回角度と、ブーム７の起伏角度と、ブーム７の伸縮位置と、作業台１１の旋回角度とは、それぞれに設けられたポテンショメータ５ａ，７ａ，７ｂ，１１ａ（図３参照）により検出されており、各部の状態が常に把握できるように構成されている。

ここで、伸縮シリンダ、起伏シリンダ９、旋回モータ及びスイングモータは、いずれも油圧ポンプ（図示省略）から供給される作動油によって駆動するものであり、それぞれに設けられた電磁比例弁である伸縮バルブ１７（第１の駆動部）、起伏バルブ１９（第２の駆動部）、旋回バルブ１５及びスイングバルブ２１が制御されることで駆動が制御されている。この伸縮バルブ１７、起伏バルブ１９、旋回バルブ１５及びスイングバルブ２１の制御は、例えば作業台１１に設置された操作部３０によって行うことができる。

図２に、操作部３０の構成を模式的に示す。操作部３０は、操作盤３１に少なくともブーム７の移動制御を行う第１の操作杆３３と第２の操作杆３５とが設けられて構成される。第１の操作杆３３と第２の操作杆３５とは、いずれも前後左右に傾動自在な十字操作レバー（いわゆるジョイスティック）であり、それぞれのレバー３４，３６の前後方向及び左右方向の各傾動角度は、レバー３４の前後方向に対応したポテンショメータ３４ａ、レバー３４の左右方向に対応したポテンショメータ３４ｂ、レバー３６の前後方向に対応したポテンショメータ３６ａ及びレバー３６の左右方向に対応したポテンショメータ３６ｂにより検出されて、各傾動角度に応じた検出信号を出力するように構成されている。また、レバー３４，３６は付勢手段により傾動変位が元に戻る方向に付勢されており、傾動状態にある状態から作業者の手が離れると、レバー３４，３６が元の垂直状態の中立位置に自動復帰するように構成されている。

操作盤３１には、第１の操作杆３３と第２の操作杆３５とのそれぞれの傾動方向に対応して、その傾動動作の意味を示す識別情報が表記されている。図示例においては、第１の操作杆３３の前方向にはブーム７が縮小することを示す「縮」なる文字が、後方向にはブーム７が伸長することを示す「伸」なる文字が、左方向には作業台１１が左側にスイングすることを示す矢印が、右方向には作業台１１が右側にスイングすることを示す矢印が表記されている。なお、左右方向には作業台１１がスイングすることを示す「首振り」なる文字が別途表記されている。また、第２の操作杆３５の前方向にはブーム７が起仰（起立）することを示す「起」なる文字が、後方向には作業台１１が下降することを示す「下」なる文字が、左方向には旋回台５が左側に旋回することを示す矢印が、右方向には旋回台５が右側に旋回することを示す矢印が表記されている。なお、左右方向には旋回台５が旋回することを示す「旋回」なる文字が別途表記されている。

図３に制御系統の概略ブロック図を示す。第１の操作杆３３及び第２の操作杆３５に設けられた各ポテンショメータ３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの出力値と、旋回台５の旋回角度、ブーム７の起伏角度、ブーム７の伸縮位置及び作業台１１の旋回角度を検出する各ポテンショメータ５ａ，７ａ，７ｂ及び１１ａの出力値とが、ＣＰＵ等から構成される制御部４０に出力されるように接続される。さらに、制御部４０には旋回バルブ１５、起伏バルブ１９、伸縮バルブ１７及びスイングバルブ２１が接続され、これらに対して制御信号が出力されるように構成されている。ここで、制御部４０は、ブーム７に許容される限界負荷を生じない限界作業範囲Ｒ（例えば図４参照）を予め記憶しており、各ポテンショメータ５ａ，７ａ，７ｂ，１１ａの出力値によって把握されるブーム７の状態と記憶された限界作業範囲Ｒとを比較している。そして、検出されたブーム７の状態が限界作業範囲Ｒを越えようとした場合に、ブーム７が過負荷状態にならないように旋回バルブ１５、起伏バルブ１９、伸縮バルブ１７及びスイングバルブ２１への出力を規制するようにしている。

第１の操作杆３３及び第２の操作杆３５による操作制御について説明する。第１の操作杆３３は、前後方向の傾動操作によってブーム７の伸縮を制御し、左右方向の傾動操作によって作業台１１の首振り（スイング）を制御するものである。図示例では、第１の操作杆３３を前方向の「縮」側に傾動操作させると、ポテンショメータ３４ａによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じて伸縮バルブ１７の作動油圧が伸縮シリンダを縮小動作させるように制御され、ブーム７が縮小される（ブームの縮動作）。また、第１の操作杆３３を後方向の「伸」側に傾動操作させると、ポテンショメータ３４ａによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じて伸縮バルブ１７の作動油圧が伸縮シリンダを伸長動作させるように制御され、ブーム７が伸長される（ブームの伸動作）。第１の操作杆３３を左右方向のいずれかに傾動操作させると、ポテンショメータ３４ｂによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じてスイングバルブ２１の作動油圧がスイングモータを回転させるように制御され、作業台１１がスイングされる。

第２の操作杆３５は、前後方向の傾動操作によってブーム７の起仰と垂直下降を制御し、左右方向の傾動操作によって旋回台５の旋回を制御するものである。図示例では、第２の操作杆３５を前方向の「起」側に傾動操作させると、ポテンショメータ３６ａによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じて起伏バルブ１９の作動油圧が起伏シリンダ９を伸長動作させるように制御され、ブーム７が起仰される（ブームの起動作）。また、第２の操作杆３５を後方向の「下」側に傾動操作させると、ポテンショメータ３６ａによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じて、伸縮バルブ１７の作動油圧が伸縮シリンダを縮小動作させるように制御されるとともに、起伏バルブ１９の作動油圧が起伏シリンダ９を縮小動作させるように制御されることで、図４に矢印によって示すように、作業台１１が垂直方向に下降される（作業台の垂直下降動作）。ここで、図４は、作業範囲図において作業台１１の移動制御を模式的に示したものである（図５、図７及び図８も同様）。なお、第２の操作杆３５を左右方向のいずれかに傾動操作させると、ポテンショメータ３６ｂによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じて旋回バルブ１５の作動油圧が旋回モータを回転させるように制御され、旋回台５が旋回される。

このように、第２の操作杆３５を「下」側に傾動させるという動作によって作業台１１を垂直下降させることができ、操作盤３１の「下」なる表記と作業台１１が下降するという動作との関連性が明確であり、不慣れな作業者にとっても作業台１１の動作態様が分かりやすいものとなっている。

なお、垂直下降中にブーム７が完全に縮小された最縮小状態となると、それ以上の垂直下降を行うことができない。この場合には、最縮小状態であることがポテンショメータ７ｂから制御部４０に入力されており、第２の操作杆３５を後方向の「下」側に傾動操作させ続けると、制御部４０では検出信号に応じて起伏バルブ１９の作動油圧が起伏シリンダ９を縮小動作させるように制御され、図５に矢印で示すように、ブーム７が倒伏（ブームの伏動作）されることで作業台１１が下降する。この場合にも、操作盤３１の「下」なる表記と作業台１１が下降するという動作との関連性が明確であり、不慣れな作業者にとっても作業台１１の動作態様が分かりやすいものとなっている。このように、作業者は高所から低所に移動したい場合には、操作盤３１の「下」に向けて第２の操作杆を傾動させるだけでよく、操作が簡便となっている。

なお、このような実施の形態１において、図６に白抜きの矢印で示すように、平行な位置に作業台１１を移動しようとする場合には、例えば、第２の操作杆３５を「下」側に傾動操作させて所定の高度まで垂直下降してから、第１の操作杆３３を「伸」側に傾動操作させて目的の位置まで作業台１１を移動させればよい。また、第１の操作杆３３を「伸」側に傾動操作させて目的の位置の真上まで作業台１１を移動させてから、第２の操作杆３５を「下」側に傾動操作させて目的の位置まで垂直下降させてもよい。このように、本実施例では所望の位置に作業台１１を合理的に移動させることができるものである。

実施の形態２．
図７及び図８に本発明の他の実施の形態として、実施の形態１における第２の操作杆３５の前方向の傾動操作によるブーム７の制御が異なる例を示す。なお、前記実施の形態１と同一または対応する部分には、図１乃至図６と同一の符号を用いて、主として前記実施の形態１と異なる構成を説明する。

図７に示すように、実施の形態１における操作部３０に対応する操作部１３０の操作盤１３１には、第１の操作杆１３３と第２の操作杆１３５のそれぞれの傾動方向に対応して、その傾動の意味を示す識別情報が表記されている。図示例では、第１の操作杆１３３の前方向にはブーム７が縮小することを示す「縮」なる文字が、後方向にはブーム７が伸長することを示す「伸」なる文字が、左方向には作業台１１が左側にスイングすることを示す矢印が、右方向には作業台１１が右側にスイングすることを示す矢印が表記されている。なお、左右方向には作業台１１がスイングすることを示す「首振り」なる文字が別途表記されている。また、第２の操作杆１３５の前方向には作業台１１が上昇することを示す「上」なる文字が、後方向には作業台１１が下降することを示す「下」なる文字が、左方向には旋回台５が左側に旋回することを示す矢印が、右方向には旋回台５が右側に旋回することを示す矢印が表記されている。なお、左右方向には旋回台５が旋回することを示す「旋回」なる文字が別途表記されている。

第１の操作杆１３３による制御は実施の形態１における第１の操作杆３３と同様であるため、その説明を省略する。第２の操作杆１３５は、前後方向の傾動操作によってブーム７の垂直上昇と垂直下降を制御し、左右方向の傾動操作によって旋回台５の旋回を制御するものである。なお、左右方向の傾動操作に関しては実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。図示例では、第２の操作杆１３５を前方向の「上」側に傾動操作させると、ポテンショメータ３６ａによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じて、伸縮バルブ１７の作動油圧が伸縮シリンダを伸長動作させるように制御されるとともに、起伏バルブ１９の作動油圧が起伏ブーム９を伸長動作させるように制御されることで、図８に矢印で示すように、作業台１１が垂直方向に上昇される（作業台の垂直上昇動作）。また、第２の操作杆１３５を後方向の「下」側に傾動操作させると、ポテンショメータ３６ｂによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じて、伸縮バルブ１７の作動油圧が伸縮シリンダを縮小動作させるように制御されるとともに、起伏バルブ１９の作動油圧が起伏シリンダ９を縮小動作させるように制御されることで作業台１１が垂直方向に下降される（作業台の垂直下降動作）。

このように、第２の操作杆１３５を「上」側に傾動させるという動作によって作業台１１を垂直上昇させることができ、第２の操作杆１３５を「下」側に傾動させるという動作によって作業台１１を垂直下降させることができるため、操作盤の「上」及び「下」なる表記と作業台１１が「上昇」及び「下降」するという動作との関連性が明確であり、不慣れな作業者にとっても作業台１１の動作態様が分かりやすいものとなっている。

なお、垂直上昇中にブーム７が完全に伸長された最伸長状態となると、それ以上の垂直上昇を行うことができない。この場合には、最伸長状態であり、かつ最大起仰状態でないことがポテンショメータ７ａ，７ｂから制御部４０に入力されており、第２の操作杆１３５を前方向の「上」側に傾動操作させ続けると、制御部４０では検出信号に応じて起伏バルブ１９の作動油圧が起伏シリンダ９を伸長動作させるように制御され、ブーム７が起仰（ブームの起動作）されることで作業台１１が上昇する。この場合にも、操作盤の「上」なる表記と作業台１１が上昇するという動作との関連性が明確であり、不慣れな作業者にとっても作業台１１の動作態様が分かりやすいものとなっている。このように、作業者は高所から低所に移動したい場合にも、低所から高所に移動したい場合にも、第２の操作杆を一方向に傾動するだけでよく、操作が簡便となっている。

実施の形態３．
図９に本発明のさらに他の実施の形態として、実施の形態２における第２の操作杆の前方向の傾動操作によるブームの制御が異なる例を示す。なお、前記実施の形態１及び実施の形態２と同一または対応する部分には、図１乃至図７と同一の符号を用いて、主として前記実施の形態１及び２と異なる構成を説明する。

操作盤１３１の構成（図８参照）及び第１の操作杆１３３による制御は実施の形態２と同様であるため、その説明を省略する。第２の操作杆１３５は、前後方向の傾動操作によってブーム７の垂直上昇と垂直下降を制御し、左右方向の傾動操作によって旋回台５の旋回を制御するものである。なお、左右方向の傾動操作に関しては実施の形態１及び２と同様であるため、その説明を省略する。図９に示す例では、第２の操作杆１３５を前方向の「上」側に傾動操作させると、ポテンショメータ３６ａによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じて、起伏バルブ１９の作動油圧が起伏シリンダ９を伸長動作させるように制御されることでブーム７を起仰動作させる（ブームの起動作）。そして、起伏シリンダ９が完全に伸長された最伸長状態（最大起仰状態）となると、伸縮バルブ１７の作動油圧が伸縮シリンダを伸長動作させるように制御されることでブーム７を伸長動作させる（ブームの伸動作）。これにより、第２の操作杆１３５を「上」側に傾動操作し続けると、最大地上高まで作業台１１が上昇することになる。また、第２の操作杆１３５を後方向の「下」側に傾動操作させると、ポテンショメータ３６ｂによって傾動角度に応じた検出信号が制御部４０に対して出力される。これにより、制御部４０では検出信号に応じて、伸縮バルブ１７の作動油圧が伸縮シリンダを縮小動作させるように制御されるとともに、起伏バルブ１９の作動油圧が起伏シリンダ９を縮小動作させるように制御されることで作業台１１が垂直方向に下降される（作業台の垂直下降動作）。

このように、第２の操作杆１３５を「上」側に傾動させるという動作によって作業台１１を最大地上高まで上昇させることができ、第２の操作杆１３５を「下」側に傾動させるという動作によって作業台１１を地上まで下降させることができるため、操作盤１３１の「上」及び「下」なる表記と作業台１１が「上昇」及び「下降」するという動作との関連性が明確であり、不慣れな作業者にとっても作業台１１の動作態様が分かりやすいものとなっている。このように、作業者は高所から低所に移動したい場合にも、低所から高所に移動したい場合にも、第２の操作杆を一方向に傾動するだけでよく、操作が簡便となっている。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、各部の角度等の検出にポテンショメータを使用する例を示したが、これに限られるものではなく、各部の角度等が正確に検出できる校正であればどのような構成であっても構わない。

また、操作盤において第２の操作杆の前後方向における傾動の意味を示す識別情報として、「上」や「下」とする例を示したが、これに限られず、例えば「上」に代えて「昇」、「上昇」、「ＵＰ」等としても良く、「下」に代えて「降」、「下降」、「ＤＯＷＮ」等としても構わない。このように、現在の位置より上側に移動するのか下側に移動するのかが明確であれば特に限定されるものではない。

１ 高所作業車
７ ブーム
９ 起伏シリンダ（第２の駆動部）
１１ 作業台
１７ 伸縮バルブ（第１の駆動部）
１９ 起伏バルブ（第２の駆動部）
３３ 第１の操作杆
３５ 第２の操作杆

Claims (2)

1. 先端に作業台が設けられたブームと、該ブームを伸縮動作させる第１の駆動部と、前記ブームを起伏動作させる第２の駆動部とを備え、
   第１の方向の傾動操作によって前記第１の駆動部が制御され前記ブームが伸動作し、第２の方向の傾動操作によって前記第１の駆動部が制御され前記ブームが縮動作する第１の操作杆と、
   第１の方向の傾動操作によって前記第２の駆動部が制御され前記ブームが最大角度まで起動作された状態で継続して第１の方向に傾動操作されていると前記第１の駆動部が制御され前記ブームが伸動作し、第２の方向の傾動操作によって前記第１の駆動部及び第２の駆動部が制御され前記ブームに設けられた作業台が垂直下降動作する第２の操作杆とを有することを特徴とする高所作業車。
2. 前記第２の操作杆が第２の方向に傾動操作された場合において、前記作業台が垂直下降動作中に前記ブームが最縮小状態となった状態で継続して前記第２の操作杆が第２の方向に傾動操作されていると前記第２の駆動部が制御され前記ブームが伏動作することを特徴とする請求項１に記載の高所作業車。

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