JPH06247697A - 建設機械の載置部水平制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォーク等の載置部の動きを妨げることがな
く，自動水平調整制御を可能とする建設機械の載置部水
平制御装置を提供する。 【構成】対地面に設定されるスエイ軸及びチルト軸の二
軸回りの夫々にフォーク５を回動するためのスエイシリ
ンダ１とチルトシリンダ３に対して、フォークを支持す
るブラケット６に設けた傾斜センサ１０及びセンサ駆動
装置１１でフォークの傾斜角度を検出し、この検出信号
をフォーク側に独立して設けた無線送受信機１２で送信
し、これを車体側に個別に設けた無線送受信機１４で受
信し、コントローラ２０がフォーク５が水平に対してい
ずれの方向に傾斜しているかを判断して，フォーク５を
水平補正する制御信号を各シリンダ１，３の制御弁１
６，１８に向けて送出し、フォーク５の傾斜角度が水平
許容角度範囲内になると水平表示ランプ１３を点灯する
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械に設けられ
た，人や荷物の載置部の水平位置制御を行う装置に関す
るものであり、特に荷役車両等のように，対地面の二軸
回りで回動可能なフォークの自動水平位置制御に適する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】荷役車両等のように，荷物を載置するフ
ォークを車体から数ｍの高さ（具体的には５〜６ｍ）ま
でリフトしてパレット等の荷役移載作業を行う場合に
は、落下や転落の危険性を回避するために，フォークを
少なくとも±１°範囲内に水平位置制御することが要求
される。

【０００３】このフォークの水平調整，並びにフォーク
の昇降，ブームの伸縮等のために、荷役車両等の建設機
械には多数の油圧シリンダが設けられている。そのうち
の図５に示す主なものについて説明する。まず、リフト
シリンダ４は，例えば図６に示すように車両幅方向に軸
線を有する車体８上の支軸ａを中心としてブーム７を回
動し、フォーク５を昇降制御するためのものである。こ
のリフトシリンダ４はブーム７に対して車両幅方向両側
に配設されている。

【０００４】また、チルトシリンダ２は，例えば図６に
示すように車両幅方向に軸線を有するブーム７上の支軸
ｂを中心としてフォーク５を回動する，所謂首振りを行
い、フォーク５の車両幅方向軸回りの上下傾斜角度を制
御するためのものである。また、スエイシリンダ１は，
例えば図７に示すように車体８と車軸９との間で車両前
後方向に軸線を有する支軸ｃを中心として相対的に車体
８を回動し、車体８から上方，即ちブーム７やフォーク
５の，車両前後軸回りの上下傾斜角度を制御するための
ものである。

【０００５】なお、図５，図６に示す水平保持シリンダ
３は，前記リフトシリンダ４の作動に伴って変化するフ
ォーク５の傾斜角度を補正して、一度設定されたフォー
ク５の水平位置が変化しないように補償するためのもの
である。具体的には，リフトシリンダ４の作動によって
回動されるブーム７がこの水平保持シリンダ３のシリン
ダロッドを同期伸縮し、この伸縮に伴って発生する水平
保持シリンダ３の油圧をチルトシリンダ２に供給して，
ブーム７の傾斜回動角度と逆位相にフォーク５の傾斜角
度補正を行う。

【０００６】また、これらの図には図示されていない
が，前記ブーム７には例えば図８に示すようなブームシ
リンダ２７が内装されており、このシリンダ２７を伸縮
することによってブーム７が伸縮し、これに伴ってフォ
ーク５の位置はそのときのブーム７の長手方向に移動さ
れる。これらの各シリンダ１〜４，２７を制御する制御
弁及び油圧回路は、例えば図８に示すように構成されて
いる。各シリンダ１〜４，２７とポンプ３０との間に介
装された各制御弁１００〜１０３はレバー操作式の６ポ
ート３位置切換え弁から構成されており、各操作レバー
１０４〜１０７は図示されないキャビン内の運転席近傍
に配設されている。なお、各６ポート３位置切換え弁
は，通常の油圧補償回路的に使用されており、ノーマル
センターポジションで供給圧はタンク３１に無負荷状態
のままリターンされる。

【０００７】ここで例えばスエイ操作レバー１０４を操
作してスエイ制御弁１００を左オフセット位置にオフセ
ットすると，スエイシリンダ１の伸長側油室１ｂに油圧
が供給され、これにより図７に示すスエイシリンダ１の
シリンダロッド１ａが伸長して，車体８は車両の右上り
方向に回動され、従ってブーム７やフォーク５は左下り
となる。一方、スエイ操作レバー１０４を操作してスエ
イ制御弁１００を右オフセット位置にオフセットする
と，図７に示すスエイシリンダ１のシリンダロッド１ａ
が収縮して，車体８は車両の右下り方向に回動され、従
ってブーム７及びフォーク５も右下りとなる。

【０００８】また、ブーム操作レバー１０５を操作して
ブーム制御弁１０１を左オフセット位置にオフセットす
ると，ブームシリンダ２７の伸長側油室２７ｂに油圧が
供給され、ブームシリンダ２７のシリンダロッド２７ａ
の伸長に伴ってブーム７が伸長する。一方、ブーム操作
レバー１０５を操作してブーム制御弁１０１を右オフセ
ット位置にオフセットすると，ブームシリンダ２７のシ
リンダロッド２７ａの収縮に伴ってブーム７が収縮す
る。

【０００９】一方、リフト操作レバー１０７を操作して
リフト制御弁１０３を左オフセット位置にオフセットす
ると，両リフトシリンダ４の収縮側油室４ｃに油圧が供
給され、リフトシリンダ４のシリンダロッド４ａの収縮
に伴ってブーム７が下降する。このとき，前記水平保持
シリンダ３は強制的に伸長され，当該水平保持シリンダ
３の収縮側油室３ｃに発生する油圧はチルトシリンダ２
の収縮側油室２ａに供給され、もってチルトシリンダ２
が収縮してフォーク５はブーム７の傾斜回動角度と逆位
相，即ち上向きに回動してフォーク５の水平が保持され
る。逆にリフト操作レバー１０７を操作してリフト制御
弁１０３を右オフセット位置にオフセットすると，両リ
フトシリンダ４のシリンダロッド４ａの伸長に伴ってブ
ーム７が上昇する。このときは水平保持シリンダ３の収
縮及びチルトシリンダ２の伸長に伴って，フォーク５は
下向きに回動してフォーク５の水平が保持される。単純
に，後述するチルト操作レバー１０６を操作していない
場合には、チルトシリンダ２及び水平保持シリンダ３は
ポンプ３０又はタンク３１と接続されていないので、前
記水平保持のための両シリンダ間の油圧の授受は両シリ
ンダ油室内の内圧のやりとりで行われる。

【００１０】また、チルト操作レバー１０６を操作して
チルト制御弁１０２を左オフセット位置にオフセットす
ると，チルトシリンダ２の伸長側油室２ｂに油圧が供給
され、チルトシリンダ２のシリンダロッド２ａの伸長に
伴ってフォーク５は下向きに回動する。このとき、前記
チルトシリンダ２と並列に接続されている水平保持シリ
ンダ３の伸長側油室３ｂにも油圧が供給され，これに伴
ってブーム７を下降させようとするが、単純にリフト操
作レバー１０７が操作されていない状態では前記リフト
シリンダ４はポンプ３０又はタンク３１に接続されてお
らず，従ってブーム７は回動不可能であるために実質的
に水平保持シリンダ３のシリンダロッド３ａは伸長され
ない。逆にチルト操作レバー１０６を操作してチルト制
御弁１０２を右オフセット位置にオフセットすると，チ
ルトシリンダ２のシリンダロッド２ａの収縮に伴ってフ
ォーク５は上向きに回動される。このときも，リフト操
作レバー１０７が操作されない限り，水平保持シリンダ
３は収縮せず、もってブーム７は回動されない。

【００１１】以上の構成から、例えば図７に示すように
斜面に車両を停止した状態で荷役移載作業を行う場合に
は，まずスエイ操作レバー１０４の操作に伴うスエイシ
リンダ１の伸縮によって車体８の水平出しを行うことに
より、ブーム７及びフォーク５を車両前後方向鉛直面内
でのみ回動可能とし、次いでチルト操作レバー１０６の
操作に伴うチルトシリンダ２の伸縮によってフォーク５
自体の水平出しを行う。このようにすれば，車両前後方
向鉛直面内でのみ回動するブーム７を昇降しても水平保
持シリンダ３及びチルトシリンダ２の水平保持機能によ
ってフォーク５は一定の水平許容角度範囲内に保持され
ることになる。従って、従来は作業者（運転者）が荷役
移載作業を行う前にこのフォーク水平位置制御を各操作
レバー１０４〜１０７の操作によって行っている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記手動
によるフォーク水平位置制御では，前述のように厳しい
水平度を要求される荷役車両等の場合、その水平度を出
すために運転者の目測と勘に頼る部分が多く，しかも微
調整を強いられるために、熟練を必要とする。この問題
に対して，例えばフォーク部位に傾斜計等の傾斜角度検
出手段を設け、フォークの傾斜角度が水平許容角度範囲
内でランプ等の表示手段によりこれを表示しようとする
提案もある。この水平位置制御では，運転者の目測や勘
に頼る部分は少なくなるが、微調整を行わなければなら
ない点は未だ解決されず，いまなお問題が多い。

【００１３】更に、前記傾斜角度検出手段からの検出信
号に応じてフォークの水平補正を自動的に行うためにこ
れらの制御を電気的に行うことも考えられる。しかし、
単にフォーク部位に設けられた傾斜角度検出手段と車体
側の各油圧制御弁とを有線で電気的に接続したのでは，
荷役移載作業に伴って移動されるフォークの動きを妨げ
る虞れがある。

【００１４】本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発され
たものであり、移動されるフォーク等の載置部の動きを
妨げることがなく，自動水平調整制御を可能とする建設
機械の載置部水平制御装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１に
係る建設機械の載置部水平制御装置は、建設機械に設け
られた載置部を，対地面の二軸回りに回動する駆動手段
を備えた建設機械の載置部水平制御装置であって、少な
くとも前記駆動手段によって回動される載置部の二軸回
りで，当該載置部の傾斜している角度を検出する傾斜角
度検出手段と、少なくとも前記傾斜角度検出手段からの
検出信号を無線信号として送信する機能を有して，前記
載置部側に独立して設けられた載置部側送受信手段と、
少なくとも前記載置部側送受信手段からの無線信号を受
信して検出信号を出力する機能を有して，前記載置部側
とは個別に設けられた本体側送受信手段と、前記本体側
送受信手段からの出力信号に基づいて，前記載置部の傾
斜角度が予め設定された水平許容角度範囲内にあるか否
かを判別する判別手段と、前記載置部の傾斜角度が前記
水平許容角度範囲外であるときに，その傾斜角度を補正
して水平許容角度範囲内になるように前記駆動手段を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１６】本発明のうち請求項２に係る建設機械の載
置部水平制御装置は、前記載置部の傾斜角度が水平許容
角度範囲内であるときに，これを表示する表示手段を設
けたことを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】本発明のうち請求項１に係る建設機械の載置部
水平制御装置では，前記傾斜角度検出手段により少なく
とも載置部の二軸回りの傾斜角度を検出し、この検出信
号を載置部側送受信手段によって無線信号として送信
し、この無線信号を本体側送受信手段によって受信して
検出信号を出力し、この出力信号に基づいて前記判別手
段によって載置部の傾斜角度が水平許容角度範囲内であ
るか否かを判別し、傾斜角度が水平許容角度範囲外であ
る場合には，前記制御手段により駆動手段を制御して載
置部の傾斜角度が水平許容角度範囲内になるように補正
する構成としたために、例えば前記傾斜角度検出手段か
ら制御手段及び駆動手段までの一連の作用をフィードバ
ック制御することで，自動水平調整制御を行うことも可
能となる。また、前記載置部側送受信手段は載置部側に
独立して設け、本体側送受信手段は車体やキャビン等
に，載置部とは個別に設ける構成としたために、フォー
ク等の載置部の移動を妨げることがない。

【００１８】本発明のうち請求項２に係る建設機械の載
置部水平制御装置では，前記表示手段によって，前記載
置部の傾斜角度が水平許容角度範囲内であることが表示
されるために、例えば自動水平調整制御時に運転者等の
作業者はこれを容易に認識することができ、この時点で
確実に荷役移載作業を開始することができるから、目測
や勘に頼ることがなく，特に熟練を必要としない。

【００１９】

【実施例】図１〜図４は本発明の建設機械の載置部水平
制御装置の一実施例を示すものであり、前記図５に示す
ような荷役車両に適用されたものである。ここで、図５
に示す荷役車両と同様の荷役車両に展開された本実施例
の建設機械の載置部水平制御装置では、前述した既存の
荷役車両と同様の駆動用油圧シリンダが用いられてい
る。この概要は前述した通りであるが、本実施例の載置
部水平制御装置の構成及びその作用を明確にするため
に，いま一度それら駆動油圧シリンダの配設状態につい
て詳述する。

【００２０】まず、車両の構成概要について説明する。
車輪を支持する各車軸９は，前輪側と後輪側とで夫々一
体のリジット状態に配設されている。そして、車体８は
これらの各車軸９のほぼ中央部に設けられた支軸ｃを中
心として車両幅方向，即ち左右方向に揺動可能なように
連結されている。一方、車両のほぼ中央部に車両前後方
向に向けて配設されたブーム７は、車体８後部上方で車
両の幅方向に軸線を有する支軸ａを中心として，車体前
後垂直面内の上下方向に回動自在に支持されている。ま
た、フォーク５は，そのブラケット６からブーム７先端
部に貫通された支軸ｂを中心として、車体前後垂直面内
の上下方向に回動自在に支持されている。なお、前記フ
ォークブラケット６のうち，前記支軸ｂの上方にはブー
ム７側に突出する回動アーム２９が回動自在に連結さ
れ、更に当該回動アーム２９の長手方向ほぼ中央部とブ
ーム７先端部とはリンクアーム２８で回動自在に連結さ
れており、従ってフォーク５ブラケット，ブーム７先端
部，回動アーム２９，リンクアーム２８によって、所謂
リンク機構が構成されている。

【００２１】本実施例のリフトシリンダ４は、図４に示
すように前記ブーム７のうち，車体８後部上方の支軸ａ
より車両前方部位にシリンダロッド４ａの先端部が回動
自在に連結され、シリンダ本体の尾端部が車体８側に回
動自在に連結されている。これによりリフトシリンダ４
のシリンダロッド４ａを伸長するとブーム７の車両前方
部位が車体垂直面内で上昇し，当該シリンダロッド４ａ
を収縮するとブーム７の車両前方部位が下降してブーム
７の昇降を行うことができる。なお、ブーム７のうち，
前記支軸ａより車両後方部位は、当然のことながら，ブ
ーム７の昇降と逆方向に下降したり上昇したりする。な
お、図に明示されていないがこのリフトシリンダ４は，
ブーム７に対して車両幅方向両側に設けられている。

【００２２】また、本実施例の水平保持シリンダ３は、
図４に示すように前記ブーム７のうち，車体８後部上方
の支軸ａより車両後方部位に，そのシリンダロッド３ａ
の先端部が回動可能に連結され、シリンダ本体の尾端部
が車体８側に回動自在に連結されている。従って前記リ
フトシリンダ４により、ブーム７の車両前方部位を上昇
させると水平保持シリンダ３は収縮されて伸長側油室３
ｂの油圧が高まり，ブーム７の車両前方部位を下降させ
ると伸長されて収縮側油室３ｃの油圧が高まる。

【００２３】また、本実施例のチルトシリンダ２は，図
４に示すように前記回動アーム２９のブーム７側先端部
に，そのシリンダロッド２ａの先端部が回動自在に連結
され、シリンダ全体がブーム７の長手方向に沿うように
して，シリンダ本体の尾端部がブーム７の中央部寄りに
回動自在に連結されている。従って、チルトシリンダ２
のシリンダロッド２ａを伸長すると回動アーム２９等か
ら構成される前記リンク機構を前傾させ、これによりフ
ォークブラケット６及びフォーク５は車体前後方向垂直
面内で下向きに回動される。逆に、チルトシリンダ２の
シリンダロッド２ａを収縮すると，前記リンク機構が後
方に引き起こされ、これに伴ってフォークブラケット６
及びフォーク５が車体前後方向垂直面内で上向きに回動
される。これにより，フォーク５及びブラケット６は地
面に対して車両幅方向の前記支軸回りに傾斜角度が制御
される。従ってこの軸を、以後，チルト軸ｂと記す。な
お、前記フォーク５とブラケット６とは，手動による直
接操作がない限り，常時一定の角度に保持される。

【００２４】また、本実施例のスエイシリンダ１は，図
７に示すように前側車軸９の車両幅方向右方寄りに，そ
のシリンダロッド１ａの先端部が回動自在に連結され、
シリンダ本体の尾端部が車体８側に回動自在に連結され
ている。従って、スエイシリンダ１のシリンダロッド１
ａを伸長すると，前側車軸９に対して車体８の車両幅方
向右側が上がり，相対的に左側が下がってブーム７及び
フォーク５，ブラケット６は左下がりとなり、スエイシ
リンダ１のシリンダロッド１ａを収縮すると車体８の車
両幅方向右側が下ってブーム７及びフォーク５，ブラケ
ット６は右下がりとなる。これにより，フォーク５及び
ブラケット６は地面に対してほぼ車両前後方向の前記連
結支軸回りに傾斜角度が制御される。従ってこの軸を、
以後，スエイ軸ｃと記す。

【００２５】なお、前記水平保持シリンダ３も従来と同
様に，前記リフトシリンダ４の作動に伴って変化するフ
ォーク５の傾斜角度を補正して、一度設定されたフォー
ク５の水平位置が変化しないように補償するためのもの
であり、その具体的な作用については後段に詳述する。
また、これらの図には図示されていないが，前記ブーム
７には図２に示すブームシリンダ２７が内装されてお
り、このシリンダ２７を伸縮することによってブーム７
が伸縮し、これに伴ってフォーク５の位置はそのときの
ブーム７の長手方向に移動される。

【００２６】更に、本実施例の荷役車両では，車体を固
定するためのアウトリガを駆動するアウトリガシリンダ
や、車両の後部で牽引物を係合するためのフックを駆動
するフックシリンダ等が設けられているが、ここではそ
の詳細な構造の説明は割愛する。それに伴って，これら
のシリンダの油圧駆動回路の説明も省略する。本実施例
では前記フォークブラケット６に、傾斜センサ１０，セ
ンサ駆動装置１１，無線送受信機１２，水平表示ランプ
１３，図示されないバッテリ等が，車体８側とは独立し
て設けられている。

【００２７】前記傾斜センサ１０にはポテンショメータ
式の傾斜角度検出器等が用いられるが、本発明では前記
フォーク５及びブラケット６の回動制御二軸，即ち前記
スエイ軸ｃ及びチルト軸ｂ回りにそれらの傾斜角度を検
出する必要があるため、より正確を期すなら傾斜角度検
出器の傾斜角度検出方向を前記フォーク５及びブラケッ
ト６の各回動軸回りに設定するようにして適宜組合わせ
て使用する必要がある。勿論，傾斜角度検出器の傾斜角
度検出方向を前記回動制御二軸回りの中庸に設定し、検
出信号の軸回り方向成分の比からフォーク５及びブラケ
ット６の各制御軸回りの傾斜角度を算出できるようにす
ることも可能ではある。

【００２８】前記センサ駆動装置１１は、具体的に傾斜
センサ１０の検出信号を取出すトランスデューサでもあ
り、後述するコントローラからの要請信号に応じて，傾
斜センサ１０の検出信号を出力するインターフェースで
もある。このフォークブラケット６に独立して設けられ
た無線送受信機１２は，車体８側に個別に設けられた後
述する無線送受信機１４と無線信号の授受を行うもので
あり、具体的には前記傾斜センサ１０で検出され，セン
サ駆動装置１１から出力されるフォーク５及びブラケッ
ト６の傾斜角度検出信号を無線信号に変換して送信した
り、前記車体側無線送受信機１４で無線信号に変換され
たコントローラからの要請信号を受信したりするための
ものである。

【００２９】前記水平表示ランプ１３はフォーク５の傾
斜角度が予め設定された水平許容角度範囲内である場合
に点灯されるものであり、具体的には後述するコントロ
ーラが，フォーク５の傾斜角度が前記水平許容角度範囲
内であると判断した場合に送出される点灯信号に基づい
て点灯される。前記バッテリは前記傾斜センサ１０及び
センサ駆動装置１１，無線送受信機１２，水平表示ラン
プ１３等の電気回路に電力を供給するためのものであ
る。本発明ではフォーク５の移動を妨げることがないよ
うにフォーク５の傾斜角度検出信号の授受を無線信号に
よって行い、また同じ目的から、これらの装置を，車体
８側とは独立してフォーク５及びブラケット６に設ける
必要がある。そのためにこれらの装置に電力を供給する
バッテリが独立して必要となる。このバッテリとしては
再充電可能な二次蓄電池が最も一般的ではあるが、装置
の駆動に必要な電力が比較的小さいことを鑑みれば太陽
電池等を使用することも可能であり、また二次蓄電池の
充電手段としてこれを用いることも有用である。

【００３０】これらのフォーク側装置と信号の授受を行
い且つフォークの傾斜角度に応じて前記各駆動用油圧シ
リンダを駆動するための油圧電気回路を図２に示す。本
実施例で使用に供される油圧回路は前述した既存の油圧
回路とほぼ同様ではあるが，各駆動シリンダへの油圧供
給制御を電気的に行うために、前記四つの６ポート３位
置切換え弁には夫々，比例電磁弁１５ａ〜１５ｄが使用
されている。この実施例ではセンタポジションをノーマ
ル位置とするために弁の切換え方向両側，即ち左右にリ
ターンスプリング３２が設けられ、左右両オフセット位
置にオフセット制御するために，同じく弁の左右には電
磁ソレノイド３３ａ，３３ｂが設けられている。なお、
リターンスプリング３２の設定や電磁ソレノイド３３
ａ，３３ｂの構造並びに駆動・効果は従来，既存のもの
と同じであるからここでは詳述しない。

【００３１】各６ポート３位置切換え電磁弁１５ａ〜１
５ｄでは、ノーマルセンタ位置で，油圧ポンプ３０に接
続されたＰポートがＲポートに連通されて油圧は次の電
磁弁のＰポートに供給され、これを順次繰り返して，最
終的にオイルフィルタ３４及び目詰まり対策用チェック
弁３５から構成されるフィルタ回路３６を通じてタンク
３１に還元される。このとき、各６ポート３位置切換え
電磁弁１５ａ〜１５ｄのうち，チェック弁３７を介して
油圧ポンプ３０の分岐路に接続されたＰ’ポート，前記
Ｒポートからのリターン路に接続されたＲ’ポート，並
びに作動ポートとなるＡ・Ｂポートは夫々遮断されてい
る。この状態から左方電磁ソレノイド３３ａを励磁して
左オフセット位置にオフセットすると，前記Ｐポート及
びＲポートが遮断され、同時に前記ポンプ３０から分岐
されたＰ’ポートはＡポートに，ＢポートはＲ’ポート
に接続される。逆に右方電磁ソレノイド３３ｂを励磁し
て右オフセット位置にオフセットすると，前記Ｐポート
およびＲポートが遮断され、前記Ｐ’ポートはＢポート
に，ＡポートはＲ’ポートに接続される。これらのと
き，前記ポンプ流出路とリターン路との間に設けられて
いるメインリリーフ弁３８によって制御された所定の供
給油圧が各電磁弁１５ａ〜１５ｄのＰ’ポートに供給さ
れるから、各６ポート３位置切換え電磁弁は制御圧補償
回路的に使用されていることがわかる。

【００３２】また、各電磁弁１５ａ〜１５ｄのＡポート
−Ｒ’ポート間及びＢポート−Ｒ’ポート間には，チェ
ック弁４０と設定圧可変リリーフ弁４１とで構成される
補助リリーフ弁４２が設けられている。これらの補助リ
リーフ弁４２は、各作動Ａ・Ｂポートの油圧が外部の荷
重により所定値以上に高まって，油圧装置が破損するの
を防止するために、所定値以上にかかる油圧をリリーフ
するものである。本実施例では、前記メインリリーフ弁
３８，３位置切換え電磁弁１５ａ〜１５ｄ，補助リリー
フ弁４２までを含めて制御弁ユニットとして構成してあ
る。

【００３３】前記四つの３位置切換え電磁弁のうち，図
２の最上方の電磁弁１５ａのＡポートは、機械式２位置
切換え弁４３，姿勢変化緩衝弁４４，姿勢保持弁４５を
介してスエイシリンダ１の伸長側油室１ｂに接続され、
Ｂポートは、姿勢変化緩衝弁４４，姿勢保持弁４５のみ
を介してスエイシリンダ１の収縮側油室１ｃに接続され
ている。従って、以下この３位置切換え電磁弁１５ａを
スエイ制御弁１６と記す。

【００３４】前記姿勢保持弁４５は文字通り，スエイシ
リンダ１の伸長側・収縮側油室１ｂ，１ｃからの油圧の
抜けを抑制し且つ互いの供給側油圧をパイロット圧とす
るパイロットチェック弁４７で構成されている。つま
り、この姿勢保持弁４５によって各油室に油圧がかから
ない限り姿勢が保持され、いずれかの油室への供給油圧
が他方の油室内の油圧以上にならないとスエイシリンダ
１を伸縮することができない。

【００３５】前記姿勢変化緩衝弁４４は夫々，絞り弁付
きチェック弁４８で構成されており、具体的には前記各
パイロットチェック弁４７から流出する油圧を絞ってシ
リンダの伸縮速度，即ちスエイ方向への姿勢変化を緩衝
するためのものである。前記機械式２位置切換え弁４３
は車体８側に設けられており、前記ブーム７に設けられ
た図示されないドグによって操作され、このドグはブー
ム７が水平位置以上である場合に当該切換え弁４３のア
ーム４３ａに押当してオフセット位置に切換える。この
実施例では左ノーマル位置でＰポートがＢポートに接続
され，Ａポートは遮断され、右オフセット位置でＰポー
トがＡポートに接続され，Ｂポートが遮断される。そし
て、この切換え弁４３のＰポートは，前記スエイ制御弁
１６のＡポートに接続され、Ａポートは，スエイシリン
ダ１の収縮側油室１ｃとスエイ制御弁１６との油路に接
続され、Ｂポートは，スエイシリンダ１の伸長側油室１
ｂに接続されている。従って、前記スエイ制御弁１６が
左オフセット位置にオフセットされると当該制御弁１６
のＡポートからスエイシリンダ１の伸長側油室１ｂに油
圧が供給され、これによりスエイシリンダ１のシリンダ
ロッド１ａが伸長して車体８が車軸９に対して相対的に
傾斜するが、ブーム７が水平位置以上であると２位置切
換え弁４３のアーム４３ａがドグにヒットされて当該切
換え弁４３は右オフセット位置にオフセットされるた
め、２位置切換え弁４３のＰポートに供給された油圧は
そのままリターン路にリターンされ、これによりスエイ
シリンダ１は操作されない。

【００３６】以上より前記２位置切換え弁４３がノーマ
ル位置である場合に、スエイ制御弁１６の左方電磁ソレ
ノイド３３ａを励磁するとスエイシリンダ１が伸長し
て，図７に示すように車体８は車軸９に対して相対的に
車両幅方向左方が下がり、スエイ制御弁１６の右方電磁
ソレノイド３３ｂを励磁するとスエイシリンダ１が収縮
して，車体８は車両幅方向右方が下がる。従って、以
下、スエイ制御弁１６の左方電磁ソレノイド３３ａを励
磁する信号を左下り信号Ｓ_LD，右方電磁ソレノイド３３
ｂを励磁する信号を右下り信号Ｓ_RDと記す。なお、この
スエイ制御弁１６がノーマルセンタ位置にあるときはス
エイシリンダ１の各油室は遮断され、内部圧が保持され
て姿勢はその位置に保持される。

【００３７】図２のうち，上方から２番目の３位置切換
え電磁弁１５ｂのＡポートは作動停止弁４９を介してブ
ームシリンダ２７の伸長側油室２７ｂに接続され、Ｂポ
ートはブームシリンダ２７の収縮側油室２７ｃに接続さ
れている。従って、以下この３位置切換え電磁弁１５ｂ
をブーム制御弁１７と記す。前記作動停止弁４９はリリ
ーフ弁５０とチェック弁５１とで構成される，一種の安
全弁である。このリリーフ弁５０はブームシリンダ２７
の伸長側油室２７ｂからの油圧をリリーフするが，その
パイロット圧は当該ブームシリンダ２７の収縮側油室２
７ｃからもとられている。前記チェック弁５１はブーム
シリンダ２７の伸長側油室２７ｂからの油圧を逆止す
る。従って、油路の破裂などによっていずれかの油室へ
の油圧が落ちると，リリーフ弁５０へのパイロット圧が
減少して各油室からの油路が遮断され、例えばブーム７
の自重や荷物の重量で収縮しようとするブーム７の姿勢
（長さ）を保持して危険を回避することを可能とする。

【００３８】以上よりブーム制御弁１７の左方電磁ソレ
ノイド３３ａを励磁するとブームシリンダ２７が伸長
し、ブーム制御弁１７の右方電磁ソレノイド３３ｂを励
磁するとブームシリンダ２７が収縮するから、以下、ブ
ーム制御弁１７の左方電磁ソレノイド３３ａを励磁する
信号を伸び信号Ｓ_BE，右方電磁ソレノイド３３ｂを励磁
する信号を縮み信号Ｓ_BSと記す。なお、このブーム制御
弁１７がノーマルセンタ位置にあるときはブームシリン
ダ２７の各油室は遮断され、内部圧が保持されて姿勢は
その位置に保持される。

【００３９】図２のうち，上方から３番目の３位置切換
え電磁弁１５ｃのＡポートはチルトシリンダ２及び水平
保持シリンダ３の伸長側油室２ｂ，３ｂに接続され、Ｂ
ポートはチルトシリンダ２の収縮側油室２ｃに直接接続
されると共に，作動停止弁５２を介して水平保持シリン
ダ３の収縮側油室３ｃにも接続されている。前述したよ
うに水平保持シリンダ３はリフトシリンダ４のブーム昇
降に伴ってチルトシリンダ２と共にフォーク５の水平を
保持するためのものであって，積極的な駆動制御のため
のものではないから、以下、この３位置切換え電磁弁１
５ｃをチルト制御弁１８と記す。

【００４０】前記作動停止弁５２は，前述と同様の構成
であるが、この場合は水平保持シリンダ３の伸縮を防止
してブーム７の姿勢を保持し、落下や転落の危険を回避
することを可能とするものである。以上よりチルト制御
弁１８の左方電磁ソレノイド３３ａを励磁するとチルト
シリンダ２のシリンダロッド２ａが伸長して，フォーク
５及びブラケット６が下方に傾斜するように回動し、チ
ルト制御弁１８の右方電磁ソレノイド３３ｂを励磁する
とチルトシリンダ２が収縮してフォーク５及びブラケッ
ト６は上方に傾斜するように回動する。従って、以下、
チルト制御弁１８の左方電磁ソレノイド３３ａを励磁す
る信号を下向き信号Ｓ_TD，右方電磁ソレノイド３３ｂを
励磁する信号を上向き信号Ｓ_TUと記す。なお、このチル
ト制御弁１８がノーマルセンタ位置にあるときはチルト
シリンダ２の各油室は遮断され、内部圧が保持されて姿
勢はその位置に保持される。

【００４１】図２の最下方の３位置切換え電磁弁１５ｄ
のＡポートは二本のリフトシリンダ４の各収縮側油室４
ｃに接続され、Ｂポートは二本のリフトシリンダ４の各
伸長側油室４ｂの夫々に作動停止弁５３を介して接続さ
れている。従って、以下、この３位置切換え電磁弁１５
ｄをリフト制御弁１９と記す。前記作動停止弁５３は，
前述と同様の構成であるが、この場合はリフトシリンダ
４の伸縮を防止してブーム７の姿勢を保持し、落下や転
落の危険を回避することを可能とするものである。

【００４２】また、この実施例ではリフトシリンダ４の
収縮側油室４ｃとチルトシリンダ２及び水平保持シリン
ダ３の収縮側油室２ｃ，３ｃとの間には，直列に接続さ
れたチェック弁５４と絞り５５とで構成される水平保持
緩衝弁５６が設けられている。以上より、リフト制御弁
１９の左方電磁ソレノイド３３ａを励磁するとリフトシ
リンダ４のシリンダロッド４ａが収縮して，ブーム７が
前記支軸ａを中心として回動しながら下降し、リフト制
御弁１９の右方電磁ソレノイド３３ｂを励磁するとリフ
トシリンダ４が伸長してブーム７は上昇する。従って、
以下、リフト制御弁１９の左方電磁ソレノイド３３ａを
励磁する信号を下降信号Ｓ_LD，右方電磁ソレノイド３３
ｂを励磁する信号を上昇信号Ｓ_LUと記す。なお、このリ
フト制御弁１９がノーマルセンタ位置にあるときはリフ
トシリンダ４の各油室は遮断され、内部圧が保持されて
姿勢はその位置に保持される。

【００４３】また、ブーム７の下降に伴って前記水平保
持シリンダ３は強制的に伸長され，当該水平保持シリン
ダ３の収縮側油室３ｃに発生する油圧はチルトシリンダ
２の収縮側油室２ｃに供給され、もってチルトシリンダ
２が収縮してブラケット６はブーム７の傾斜回動角度と
逆位相，即ち上向きに回動して，フォーク５の水平が保
持される。逆に、ブーム７の上昇に伴って水平保持シリ
ンダ３及びチルトシリンダ２が伸縮され、フォーク５は
下向きに回動してブラケット６の水平が保持される。

【００４４】なお、チルト制御弁１８を作動すると水平
保持シリンダ３にも油圧が供給されるが、前記リフト制
御弁１９を作動しない限り，ブーム７は可動状態となら
ないので実質的に水平保持シリンダ３は伸縮しない。本
実施例では前記各制御弁制御信号を送出するコントロー
ラ２０が車体８側に設けられている。このコントローラ
２０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたマイクロコン
ピュータ等で構成されている。

【００４５】一方、このコントローラ２０には，前記フ
ォーク側無線送受信機１２とは個別に，車体８側に設け
られた無線送受信機１４が接続されている。従って、前
記フォーク側無線送受信機１２から送信された無線信号
は，この車体側無線送受信機１４で受信されてコントロ
ーラ２０に読込まれ、コントローラ２０から送出される
要請信号は車体側無線送受信機１４で無線信号に変換さ
れ，フォーク側無線送受信機１２で受信されて前記セン
サ駆動装置１１等に出力される。

【００４６】また、各油圧シリンダ１〜５の操作レバー
１０４〜１０７は従来と同様にキャビン内の運転席近傍
に配設されているが、従来のように直接，前記各制御弁
１６〜１９を操作するのではなく、操作レバー１０４〜
１０７の回動中心に設けられたポジショナ５７によって
電気的操作角度信号に変換され、この操作角度信号がコ
ントローラ２０に読込まれてコントローラ２０からの制
御信号によって各制御弁１６〜１９が駆動される。

【００４７】このコントローラ２０は種々の機能を併せ
持つが、本実施例の最も特徴とする機能はフォーク５の
自動水平調整機能である。そのために、キャビン内の運
転席近傍，例えばインストゥルメントパネル等に自動水
平調整スイッチが配設され、このスイッチを操作すると
自動水平調整信号がコントローラ２０に向けて送出され
る。また、同じく運転席近傍には，全ての自動水平調整
が終了したと運転者が判断したときに操作する自動水平
調整終了スイッチも配設されており、このスイッチを操
作すると前記自動水平調整スイッチが解除されて自動水
平調整信号の送出が終了すると共に，自動水平調整終了
信号がコントローラ２０に向けて送出される。また、前
記フォーク５の傾斜角度が水平許容角度範囲内にある場
合にそれを表示する水平表示ランプはこの運転席近傍に
も設けられている。

【００４８】この自動水平調整信号を読込んだ時点で行
われる自動水平調整の制御ロジックを，コントローラ２
０に予め記憶された図３に示すフローチャートに基づい
て説明する。この制御ロジックは前記自動水平調整信号
が入力されている間，所定時間毎にタイマ割込みで繰り
返し行われる。まず、ステップＳ１で自動水平調整スイ
ッチによる自動水平調整信号を読込む。

【００４９】次にステップＳ２に移行して、フォーク側
無線送受信機１２，傾斜センサ１０及びセンサ駆動装置
１１の電源ＯＮ信号を送出する。この電源ＯＮ信号は、
前記車体側無線送受信機１４から無線信号で送信され、
フォーク側無線送受信機１２がこれを受信して自己の電
源をＯＮした後，センサ駆動装置１１の電源がＯＮされ
て更に傾斜センサ１０の電源がＯＮされる。

【００５０】次にステップＳ３に移行して、水平表示ラ
ンプ１３回路の電源ＯＮ信号を送出する。この電源ＯＮ
信号は、前記水平表示ランプ１３回路の電源をＯＮする
が，具体的に回路電源が入るだけで水平表示ランプ１３
は点灯されない。次にステップＳ４に移行して、フォー
ク５の傾斜角度検出要請信号を送出する。この傾斜角度
検出要請信号は、車体側無線送受信機１４からフォーク
側無線送受信機１２を経てセンサ駆動装置１１に入力さ
れ、このセンサ駆動装置１１の作用によって傾斜センサ
１０からの傾斜角度検出信号が出力される。

【００５１】次にステップＳ５に移行して、前記傾斜角
度検出信号をフォーク側無線送受信機１２により無線信
号に変換して送信する。次にステップＳ６に移行して、
前記無線信号を車体側無線送受信機１４で受信する。次
にステップＳ７に移行して、前記車体側無線送受信機１
４で受信された傾斜角度検出信号からフォーク５の傾斜
角度を読込む。

【００５２】次にステップＳ８に移行して、前記フォー
ク５の傾斜角度から前記チルト軸ｂ回り及びスエイ軸ｃ
回りの傾斜角度を算出する。次にステップＳ９に移行し
て、まず前記チルト軸ｂ回りのフォーク５の傾斜角度が
予め設定された水平許容角度範囲内であるか否かを判別
し、この傾斜角度が水平許容角度範囲内である場合には
ステップＳ１０に移行し、そうでない場合にはステップ
Ｓ１１に移行する。

【００５３】前記ステップＳ１１では、チルト軸ｂ回り
のフォーク５の傾斜角度が水平に対して上向きから否か
を判別し、この傾斜角度が水平より上向きである場合に
はステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステッ
プ１３に移行する。前記ステップＳ１２では、フォーク
５をチルト軸ｂ回りに下向き制御するチルトシリンダ２
下向き制御信号Ｓ_TDを前記チルト制御弁１８に向けて出
力し、前記ステップＳ４に移行する。

【００５４】前記ステップＳ１３では、フォーク５をチ
ルト軸ｂ回りに上向き制御するチルトシリンダ２上向き
制御信号Ｓ_TUを前記チルト制御弁１８に向けて出力し、
前記ステップＳ４に移行する。一方、前記ステップＳ１
０では、前記スエイ軸ｃ回りのフォーク５の傾斜角度が
予め設定された水平許容角度範囲内であるか否かを判別
し、この傾斜角度が水平許容角度範囲内である場合には
ステップＳ１４に移行し、そうでない場合にはステップ
Ｓ１５に移行する。

【００５５】前記ステップＳ１４では、フォーク５をス
エイ軸ｃ回りに左下り制御するスエイシリンダ右下り制
御信号Ｓ_RDを前記スエイ制御弁１６に向けて出力し、前
記ステップＳ４に移行する。前記ステップＳ１３では、
フォーク５をスエイ軸ｃ回りに右下り制御するスエイシ
リンダ左下り制御信号Ｓ_LDを前記スエイ制御弁１６に向
けて出力し、前記ステップＳ４に移行する。

【００５６】前記ステップＳ１４では、前記チルト軸ｂ
回りの傾斜角度もスエイ軸ｃ回りの傾斜角度も夫々水平
許容角度範囲内であるとして，水平表示ランプ１３の点
灯信号を送出する。この点灯信号は，前記車体側無線送
受信機１４，フォーク側無線送受信機１２を経て水平表
示ランプ１３回路を閉じ，これにより水平表示ランプ１
３が点灯される。同時に前記運転席近傍の水平表示ラン
プも点灯される。

【００５７】次にステップＳ１８に移行して、前記自動
水平調整終了信号を読込む。次にステップＳ１９に移行
して、前記自動水平調整終了信号が入力されるか否かを
判別し、当該終了信号が入力される場合にはステップＳ
２０に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ４に
移行する。前記ステップＳ２０では、特にフォーク５側
の各装置並びに回路の電源をＯＦＦする電源ＯＦＦ信号
を送出して制御ロジックを終了する。この電源ＯＦＦ信
号により、傾斜センサ１０，センサ駆動装置１１，水平
表示ランプ１３回路，フォーク５側無線送受信機１２の
各電源がＯＦＦされ、当然のことながら水平表示ランプ
１３も消灯される。

【００５８】次にこの制御ロジックの作用について説明
する。まず、ステップＳ１〜Ｓ３で電源ＯＮされたフォ
ーク５側の各装置は、ステップＳ４，Ｓ５でフォーク５
の傾斜角度を検出して車体８側に無線送信する。次にス
テップＳ６〜Ｓ８でフォーク５のチルト軸ｂ回り，スエ
イ軸ｃ回りの傾斜角度、即ち対地面のフォーク５の傾斜
角度制御二軸回りの傾斜角度を検出する。

【００５９】そしてステップＳ９〜Ｓ１７では、各制御
二軸回りの傾斜角度を水平許容角度範囲内におさまるよ
うに補正制御し、両制御軸回りの傾斜角度が水平許容角
度範囲内となった時点で水平表示ランプ１３を点灯す
る。これを認識した運転者が，この時点で前記自動水平
調整終了スイッチを操作すると、ステップＳ１８〜Ｓ２
０で自動水平調整が終了されるが、運転者が自動水平調
整を続行したい，或いは完全に自動水平調整が終了して
いないと判断して前記自動水平調整終了スイッチを操作
しない場合には、前記ステップＳ４〜Ｓ１７を繰り返し
て自動水平調整制御が継続され、フォーク５の傾斜角度
が水平許容角度範囲内にある限り水平表示ランプ１３も
点灯され続けるから，運転者はフォーク５の水平を認識
し続けることができ、万が一，水平表示ランプ１３が消
灯した場合には，一時，荷役移載作業を中断すれば再び
自動水平調整制御が行われて、水平表示ランプ１３が点
灯した時点で作業を再開すればよい。

【００６０】なお、水平という基準に対して対地面の二
軸回りの補正制御を行う本発明の水平制御装置では，制
御のハンチングを抑制するために水平に対してある程度
の許容幅を持たせた水平許容角度範囲を予め設定する。
これは特に油圧シリンダ等のように所定の制御量の通り
に制御を実行することが困難で，且つ制御量と実行量と
のフィードバック制御に時間を要する場合には当然のこ
とと言える。逆に言えば、この水平許容角度範囲は制御
速度，応答速度，応答時間等から適宜選定すべきであ
る。

【００６１】一方で、載置部の駆動手段にサーボモータ
等，制御量制御が可能で且つフィードバック制御がリア
ルタイムに行えるものを使用する場合には、この水平許
容角度範囲を極めて小さくすることができ、原理的には
“±０”という制御も可能ではある。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の建設機械の
載置部水平制御装置によれば、載置部の二軸回りの傾斜
角度検出検出信号を無線信号として送信し、この無線信
号を受信して載置部の傾斜角度が水平許容角度範囲内で
あるか否かを判別し、傾斜角度が水平許容角度範囲外で
ある場合には，載置部の傾斜角度が水平許容角度範囲内
になるように補正するために、自動水平調整制御を可能
とし、しかもフォーク等の載置部の移動を妨げることが
ない。また、前記載置部の傾斜角度が水平許容角度範囲
内であることを表示すれば，運転者等はこれを容易に認
識することができるから、特に熟練を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の建設機械の載置部水平制御装置のクレ
ーム対応図である。

【図２】本発明の建設機械の載置部水平制御装置の一実
施例を示すシリンダ駆動電気油圧回路のブロック図であ
る。

【図３】図２のコントローラで行われる制御ロジックの
フローチャート図である。

【図４】図２及び図３に示す載置部水平制御装置を用い
た荷役車両の概略側面図である。

【図５】荷役車両の駆動装置の配設状態を示す説明図で
ある。

【図６】従来の荷役車両の概略側面図である。

【図７】荷役車両の概略正面図である。

【図８】従来の荷役車両におけるシリンダ駆動油圧回路
の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１はスエイシリンダ ２はチルトシリンダ ３は水平保持シリンダ ４はリフトシリンダ ５はフォーク ６はブラケット ７はブーム ８は車体 ９は車軸 １０は傾斜センサ １１はセンサ駆動装置 １２はフォーク側無線送受信機 １３は水平表示ランプ １４は車体側無線送受信機 １５ａ〜１５ｄは３位置切換え電磁弁 １６はスエイ制御弁 １７はブーム制御弁 １８はチルト制御弁 １９はリフト制御弁 ２０はコントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械に設けられた載置部を，対地面
   の二軸回りに回動する駆動手段を備えた建設機械の載置
   部水平制御装置であって、少なくとも前記駆動手段によ
   って回動される載置部の二軸回りで，当該載置部の傾斜
   している角度を検出する傾斜角度検出手段と、少なくと
   も前記傾斜角度検出手段からの検出信号を無線信号とし
   て送信する機能を有して，前記載置部側に独立して設け
   られた載置部側送受信手段と、少なくとも前記載置部側
   送受信手段からの無線信号を受信して検出信号を出力す
   る機能を有して，前記載置部側とは個別に設けられた本
   体側送受信手段と、前記本体側送受信手段からの出力信
   号に基づいて，前記載置部の傾斜角度が予め設定された
   水平許容角度範囲内にあるか否かを判別する判別手段
   と、前記載置部の傾斜角度が前記水平許容角度範囲外で
   あるときに，その傾斜角度を補正して水平許容角度範囲
   内になるように前記駆動手段を制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とする建設機械の載置部水平制御装置。
2. 【請求項２】 前記載置部の傾斜角度が水平許容角度範
   囲内であるときに，これを表示する表示手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の建設機械の載置部水平
   制御装置。