(57)【要約】【課題】  ブーム先端部の移動速度が必要以上に制限されず、効率よく作業を行うことができるようにする。【解決手段】  ブーム操作レバー４２が操作され、ブーム先端部Ｂの目標移動方向が指定されるとともにブーム先端部Ｂの移動速度レベルが入力されると、目標軌道設定回路６３はその目標移動方向にブーム先端部Ｂを基点とする直線状の目標軌道を設定し、許容移動速度読み出し回路６６は記憶回路６５からブーム先端部Ｂの許容移動速度を読み出す。ブーム先端部Ｂの許容移動速度が読み出されたら、目標移動速度算出回路６７は、ブーム操作レバー４２により入力された移動速度レベルに対応するブーム先端部Ｂの目標移動速度を算出する。そして、アクチュエータ作動制御回路６１は、ブーム先端部Ｂが、上記のように算出された目標移動速度で目標軌道に沿って移動するように油圧アクチュエータ（起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３）を作動させる。【選択図】        図１
2005104664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体上に水平旋回自在に設けられた旋回台に起伏及び伸縮自在なブームを有して構成されたブーム式作業車に備えられ、水平若しくは垂直方向において指定された目標移動方向に前記ブームの先端部が直線的に移動するように前記ブームを作動させる制御を行うブーム式作業車の水平垂直移動制御装置であって、
前記ブームを起伏、伸縮及び旋回作動させる油圧アクチュエータと、
前記ブームの先端部の目標移動方向を水平若しくは垂直方向において指定する移動方向指定手段と、
前記ブーム先端部の移動速度レベルの入力を行う移動速度レベル入力手段と、
前記移動方向指定手段により指定された前記ブーム先端部の目標移動方向に前記ブーム先端部を基点とする直線状の目標軌道を設定する目標軌道設定手段と、
前記ブーム先端部の位置を検出するブーム先端部位置検出手段と、
前記ブーム先端部の位置に応じた前記ブーム先端部の許容移動速度を前記ブーム先端部の目標移動方向ごとに記憶した記憶手段と、
前記ブーム先端部位置検出手段により検出された前記ブーム先端部の位置及び前記移動方向指定手段により指定された前記ブーム先端部の目標移動方向に基づいて前記ブーム先端部の許容移動速度を前記記憶手段から読み出す許容移動速度読み出し手段と、
前記許容移動速度読み出し手段により読み出された前記ブーム先端部の許容移動速度が前記移動速度レベル入力手段により入力可能な前記ブーム先端部の移動速度レベルの最大値となる範囲で、前記移動速度レベル入力手段により入力された前記ブーム先端部の移動速度レベルに対応する前記ブーム先端部の目標移動速度を算出する目標移動速度算出手段と、
前記ブーム先端部が、前記目標移動速度算出手段において算出された目標移動速度で、前記目標軌道設定手段により設定された前記目標軌道に沿って移動するように前記油圧アクチュエータを作動させる制御を行うアクチュエータ作動制御手段とを備えたことを特徴とするブーム式作業車の水平垂直移動制御装置。
【請求項２】
前記油圧アクチュエータに圧油を吐出供給する油圧ポンプを備え、前記記憶手段に記憶された前記ブーム先端部の許容移動速度は、前記許容移動速度が規定される前記ブーム先端部の位置に対応する負荷を受けた前記油圧ポンプが吐出供給し得る圧油の流量を最大限利用したときに得られる前記ブーム先端部の最大移動速度として定められていることを特徴とする請求項１記載のブーム式作業車の水平垂直移動制御装置。
【請求項３】
前記ブーム先端部位置検出手段により検出された前記ブーム先端部の位置と、前記目標軌道設定手段により設定された前記目標軌道とを比較し、前記ブーム先端部の位置の前記目標軌道からの偏差を算出する偏差算出手段と、
前記偏差算出手段により算出された前記ブーム先端部の位置の前記目標軌道からの偏差が予め定めた基準量を上回ったときに、許容移動速度読み出し手段により読み出された前記ブーム先端部の許容移動速度をより低い値の補正許容移動速度に補正する許容移動速度補正手段とを備え、
前記目標移動速度算出手段は、前記許容移動速度補正手段により前記ブーム先端部の許容移動速度が前記補正許容移動速度に補正されたときは、前記許容移動速度読み出し手段により読み出された前記許容移動速度を前記補正許容移動速度に置き換えて前記ブーム先端部の目標移動速度を算出することを特徴とする請求項１又は２記載のブーム式作業車の水平垂直移動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行体上に設けられた旋回台に起伏及び伸縮自在なブームを有して構成されたブーム式作業車に備えられ、水平若しくは垂直方向において指定された目標移動方向にブーム先端部が直線的に移動するようにブームを作動させる制御を行うブーム式作業車の水平垂直移動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブーム式作業車は、走行体上に水平旋回自在に設けられた旋回台に起伏及び伸縮自在なブームを有して構成され、例えばブームの先端部にオペレータ（作業者）搭乗用の作業台を有したブーム式高所作業車が知られている。このようなブーム式作業車の多くは、ブームを起伏、伸縮、旋回させるのための油圧アクチュエータを各々独立的に作動させてブーム先端部を移動させる構成を有するが、オペレータが指定した水平若しくは垂直方向にブーム先端部が直線的に移動するようにブームを作動させる水平垂直移動制御装置を併有したものも知られている（例えば、下記の特許文献参照）。
【０００３】
このような水平垂直移動制御装置では、オペレータが指定した水平若しくは垂直方向の目標移動方向に直線状の目標軌道を設定するとともに、この目標軌道に沿ってブーム先端部が移動するよう、上記油圧アクチュエータを連動作動させる構成となっている。このような水平垂直移動制御装置によれば、ブーム先端部を水平若しくは垂直方向に直線的に移動させたい場合に、ブームの起伏、伸縮及び旋回操作を複合させて行っていた従来の操作上の難点がなく、初心者でも容易にブーム先端部（ブーム式高所作業車であれば作業台）の直線的移動を行うことが可能である。
【特許文献１】特開２００２−３２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の水平垂直移動制御装置ではブーム先端部の移動速度を常に一定にする構成であったため、ブーム姿勢（これはブーム先端部の位置にも対応する）及びその移動方向の如何に拘わらずブーム先端部の移動速度（ブームの作動速度）は、ブームの姿勢に応じて変化する油圧ポンプの負荷が最大となり、これにより圧油の吐出流量が最小となったときに、その吐出流量を最大限油圧アクチュエータの作動に利用して得られるブーム先端部の移動速度が上限となっていた。このため、油圧ポンプの吐出流量がこれよりも多くなるブーム姿勢であってもブーム先端部の移動速度（ブームの作動速度）を高めることはできず、ブーム先端部（ブーム式高所作業車であれば作業台）の移動に時間がかかって作業効率が悪いという問題があった。また、油圧ポンプの吐出流量が最小となるブーム姿勢以外では、油圧ポンプが吐出供給する圧油の多くを捨てる（油タンクに戻す）こととなるためエネルギーロスが多く、作業コストが高くなり不経済であるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ブーム先端部の最大移動速度が必要以上に制限されず、効率よく作業を行うことができるとともに、エネルギーロスを低減して作業コストを低減することが可能な構成のブーム式作業車の水平垂直移動制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るブーム式作業車の水平垂直移動制御装置は、走行体上に水平旋回自在に設けられた旋回台に起伏及び伸縮自在なブームを有して構成されたブーム式作業車（例えば、実施形態におけるブーム式高所作業車１）に備えられ、水平若しくは垂直方向において指定された目標移動方向にブームの先端部が直線的に移動するようにブームを作動させる制御を行うブーム式作業車の水平垂直移動制御装置であって、ブームを起伏、伸縮及び旋回作動させる油圧アクチュエータ（例えば、実施形態における起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３）と、ブームの先端部の目標移動方向を水平若しくは垂直方向において指定する移動方向指定手段（例えば、実施形態におけるブーム操作レバー４２）と、ブーム先端部の移動速度レベルの入力を行う移動速度レベル入力手段（例えば、実施形態におけるブーム操作レバー４２）と、移動方向指定手段により指定されたブーム先端部の目標移動方向にブーム先端部を基点とする直線状の目標軌道を設定する目標軌道設定手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０の目標軌道設定回路６３）と、ブーム先端部の位置を検出するブーム先端部位置検出手段（例えば、実施形態におけるブーム先端部位置検出装置７０）と、ブーム先端部の位置に応じたブーム先端部の許容移動速度をブーム先端部の目標移動方向ごとに記憶した記憶手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０の記憶回路６５）と、ブーム先端部位置検出手段により検出されたブーム先端部の位置及び移動方向指定手段により指定されたブーム先端部の目標移動方向に基づいてブーム先端部の許容移動速度を記憶手段から読み出す許容移動速度読み出し手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０の許容移動速度読み出し回路６６）と、許容移動速度読み出し手段により読み出されたブーム先端部の許容移動速度が移動速度レベル入力手段により入力可能なブーム先端部の移動速度レベルの最大値となる範囲で、移動速度レベル入力手段により入力されたブーム先端部の移動速度レベルに対応するブーム先端部の目標移動速度を算出する目標移動速度算出手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０の目標移動速度算出回路６７）と、ブーム先端部が、目標移動速度算出手段において算出された目標移動速度で、目標軌道設定手段により設定された目標軌道に沿って移動するように油圧アクチュエータを作動させる制御を行うアクチュエータ作動制御手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０のアクチュエータ作動制御回路６１）とを備える。
【０００７】
ここで、上記本発明に係るブーム式作業車の水平垂直移動制御装置においては、油圧アクチュエータに圧油を吐出供給する油圧ポンプを備え、記憶手段に記憶されたブーム先端部の許容移動速度は、その許容移動速度が規定されるブーム先端部の位置に対応する負荷を受けた油圧ポンプが吐出供給し得る圧油の流量を最大限利用したときに得られるブーム先端部の最大移動速度として定められていることが好ましい。
【０００８】
また、上記本発明に係るブーム式作業車の水平垂直移動制御装置においては、ブーム先端部位置検出手段により検出されたブーム先端部の位置と、目標軌道設定手段により設定された目標軌道とを比較し、ブーム先端部の位置の目標軌道からの偏差を算出する偏差算出手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０の偏差算出回路６８）と、偏差算出手段により算出されたブーム先端部の位置の目標軌道からの偏差が予め定めた基準量を上回ったときに、許容移動速度読み出し手段により読み出されたブーム先端部の許容移動速度をより低い値の補正許容移動速度に補正する許容移動速度補正手段（例えば、実施形態における許容移動速度補正回路６９）とを備え、目標移動速度算出手段は、許容移動速度補正手段によりブーム先端部の許容移動速度が補正許容移動速度に補正されたときは、許容移動速度読み出し手段により読み出された許容移動速度を補正許容移動速度に置き換えてブーム先端部の目標移動速度を算出する構成となっていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るブーム式作業車の水平垂直移動制御装置では、移動速度レベル入力手段により入力可能なブーム先端部の移動速度レベルの最大値に対応するブーム先端部の移動速度（許容移動速度）はブーム先端部の位置に応じて可変に定めることができるので、ブームに作用する負荷が大きく油圧ポンプの吐出流量が小さくなるブーム姿勢（ブーム先端部の移動領域）ではブーム先端部の最大移動速度は小さいが、ブームに作用する負荷が小さく油圧ポンプの吐出流量が大きくなるブーム姿勢（ブーム先端部の移動領域）ではブーム先端部の最大移動速度を高めることができ、従来のようにブーム先端部の移動速度が必要以上に制限されることがないので、効率よく作業を行うことができる。また、同様の効果を得るためには油圧ポンプを大型化して吐出容量を大きくすればよいが、本発明に係る装置によれば油圧ポンプを大型化する必要がないので軽量化が図れ、コスト的に大変有利となる。
【００１０】
また、記憶手段に記憶されたブーム先端部の移動許容速度が、その許容移動速度が規定されるブーム先端部の位置に対応する負荷を受けた油圧ポンプが吐出供給し得る圧油の流量を最大限利用したときに得られるブーム先端部の最大移動速度として定められているのであれば、油圧ポンプの駆動動力を最大限有効に活用することができるようになるので、エネルギーロスが小さくなり、作業コストを低減することが可能となる。
【００１１】
また、ブーム先端部が目標軌道に沿って移動している場合において、何らかの不具合により（例えば、油圧アクチュエータを作動させるためのバルブに目詰まり等が生じた場合）、一部の油圧アクチュエータへの圧油の供給流量不足が生じてその油圧アクチュエータに動作遅れが発生した場合には、ブーム先端部の位置は目標軌道から次第にずれていって最終的には目標軌道から外れてしまう。しかし、上記のようにブーム先端部の位置と目標軌道とを比較して偏差を求め、その偏差が予め定めた基準量を上回ったときに当初設定したブーム先端部の許容移動速度をより低い値に補正する構成になっているのであれば、一部の油圧アクチュエータに動作遅れが生じた場合には他の油圧アクチュエータへ供給される流量も一様に少なくなるので、その動作遅れを生じた一部の油圧アクチュエータの流量不足は解消され、ブーム先端部が目標軌道からはずれてしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。図２は本発明に係るブーム式作業車の水平垂直移動制御装置を備えたブーム式高所作業車を示しており、先ず初めにこのブーム式高所作業車の構成について説明する。このブーム式高所作業車（以下、単に高所作業車と称する）１は、タイヤ車輪１１，１１，…を備えて運転キャビン１２から走行操作が可能なトラック式の走行体１０と、走行体１０上に設けられた旋回台２０と、この旋回台２０から上方に延びて設けられた支柱２１の上部にフートピン２２により上下面内揺動自在に支持された伸縮式のブーム３０と、このブーム３０の先端部に設けられたオペレータ（作業者）搭乗用の作業台４０とを有して構成されている。
【００１３】
旋回台２０は走行体１０の後部に上下軸まわり３６０度回動自在に取り付けられている。走行体１０の内部には旋回モータ（油圧モータ）２３が設けられており、この旋回モータ２３を回転作動させることにより、図示しないギヤを介して旋回台２０を水平旋回作動させることができる。ブーム３０は基端ブーム３０ａ、中間ブーム３０ｂ及び先端ブーム３０ｃが入れ子に組み立てられた構成を有しており、内部に設けられた伸縮シリンダ（油圧シリンダ）３１の伸縮作動により各ブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを相対的に移動させてブーム３０全体を軸方向に伸縮動させることができる。また、基端ブーム３０ａと旋回台２０の支柱２１との間には起伏シリンダ（油圧シリンダ）２４が跨設されており、この起伏シリンダ２４を伸縮作動させることによりブーム３０全体を上下面内で起伏動させることが可能である。
【００１４】
先端ブーム３０ｃの先端部には垂直ポスト３２が上方に延びて設けられており、この垂直ポスト３２の上端部には作業台支持プレート３３が設けられている。垂直ポスト３２はその下端部が先端ブーム３０ｃに枢結されて上下面内で揺動自在になっており、作業台支持プレート３３はレベリングシリンダ（油圧シリンダ）３４により先端ブーム３０ｃと連結されている。このため垂直ポスト３２はレベリングシリンダ３４を伸縮作動させることにより上下面内で揺動させることができ、ブーム３０の起伏姿勢の如何に拘わらず垂直ポスト３２を常に垂直姿勢に保持することが可能である。
【００１５】
作業台４０は作業台支持プレート３３の上面側に上下軸まわり回動自在に取り付けられており、垂直ポスト３２をレベリングシリンダ３４の伸縮作動により常時垂直姿勢に保持することにより、作業台４０の床面を常に水平な姿勢に保つことが可能である。また、作業台支持プレート３３内には作業台旋回モータ（油圧モータ）３５が設けられており、この作業台旋回モータ３５を回転作動させるることにより、図示しないギヤを介して作業台４０を垂直ポスト３２まわりに水平旋回させることができる。
【００１６】
走行体１０の前後左右各箇所には作業中の走行体１０を安定状態に支持するためのアウトリガジャッキ１３，１３，…が設けられている。各アウトリガジャッキ１３は走行体１０のサブフレームに垂設されたアウタージャッキ（シリンダチューブ）１３ａと、このアウタージャッキ１３ａ内に設けられて軸方向に移動自在なインナージャッキ（ピストンロッド）１３ｂと、インナージャッキ１３ｂの下端部に揺動自在に取り付けられたジャッキパッド１３ｃとを有して構成されており、インナージャッキ１３ｂを下方に伸長移動させ、ジャッキパッド１３ｃを地面に接地させて突っ張らせることにより走行体１０を持ち上げ支持させることができる。また、このアウトリガジャッキ１３はインナージャッキ１３ｂを上方に移動させ完全に収縮させることにより格納状態にすることができる。
【００１７】
作業台４０上にはこれに搭乗したオペレータ（図示せず）が操作するレバー類が備えられた操作装置４１が設けられている。この操作装置４１には、図３に示すように、ブーム操作レバー４２と作業台旋回操作レバー４３、更にモード選択スイッチ４４が設けられている。ブーム操作レバー４２は垂直方向に延びた中立位置から前後及び左右方向を含む３６０度いずれの方向へも傾動操作すること及び軸まわり左右両方向にねじり操作することが可能であり、作業台旋回操作レバー４３は垂直方向に延びた中立位置から左右両方向に傾動操作することが可能である。また、モード選択スイッチ４４は前後いずれかの位置に傾動させておくことが可能なトグルスイッチであり、その操作位置に応じて、通常モードと水平垂直移動モードとの何れか一方を選択することができる。ここで、通常モードとは、ブーム操作レバー４２の操作により起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３をそれぞれ単独に或いは同時に作動させることができるモードであり、水平垂直移動モードとは、ブーム操作レバー４２の操作によりブーム３０の先端部（以下、ブーム先端部Ｂと称する）を水平（水平面内）方向或いは垂直方向に直線的に移動させることができるモードである。なお、上記ブーム先端部Ｂは、例えば先端ブーム３０ｃにおける垂直ポストの支持点等に設定することができる（図２参照）。
【００１８】
走行体１０内に設けられたコントローラ６０（図２には示さず。図１参照）は、そのアクチュエータ作動制御回路６１において起伏シリンダ制御バルブ５１、伸縮シリンダ制御バルブ５２、旋回モータ制御バルブ５３及び作業台旋回モータ制御バルブ５４の各スプール（図示せず）を電磁駆動して起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１、旋回モータ２３及び作業台旋回モータ３５を油圧作動させる制御を行う。ここで、起伏シリンダ制御バルブ５１は圧油を吐出供給する油圧ポンプ５０（この油圧ポンプ５０は走行用エンジンなどの図示しない動力源により駆動される）と起伏シリンダ２４とを繋ぐ油路中に位置して起伏シリンダ２４への圧油の供給及び停止を行うバルブであり、コントローラ６０が起伏シリンダ制御バルブ５１を電磁駆動すると、その駆動量に応じた速度レベルで起伏シリンダ２４が伸縮作動し、これによりブーム３０が起伏作動する。また、伸縮シリンダ制御バルブ５２は油圧ポンプ５０と伸縮シリンダ３１とを繋ぐ油路中に位置して伸縮シリンダ３１への圧油の供給及び停止を行うバルブであり、コントローラ６０が伸縮シリンダ制御バルブ５２を電磁駆動すると、その駆動量に応じた速度レベルで伸縮シリン３１が伸縮作動し、これによりブーム３０が伸縮作動する。
【００１９】
また、旋回モータ制御バルブ５３は油圧ポンプ５０と旋回モータ２３とを繋ぐ油路中に位置して旋回モータ２３への圧油の供給及び停止を行うバルブであり、コントローラ６０が旋回モータ制御バルブ５３を電磁駆動すると、その駆動量に応じた速度レベルで旋回モータ２３が回転作動し、これにより旋回台２０が（ブーム３０が旋回作動する。また、作業台旋回モータ制御バルブ５４は油圧ポンプ５０と作業台旋回モータ３５とを繋ぐ油路中に位置して作業台旋回モータ３５への圧油の供給及び停止を行うバルブであり、コントローラ６０が作業台旋回モータ制御バルブ５４を駆動すると、その駆動量に応じた速度レベルで作業台旋回モータ３５が回転作動し、これにより作業台４０が旋回作動する。
【００２０】
モード選択スイッチ４４により通常モードが選択されている場合、通常モード信号がコントローラ６０のアクチュエータ作動制御回路６１と後述する目標移動方向算出回路６２とに入力され、モード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードが選択されている場合、水平垂直移動モード信号がアクチュエータ作動制御回路６１と目標移動方向算出回路６２とに出力される。ブーム操作レバー４２の操作により出力されるブーム操作信号はアクチュエータ作動制御回路６１と目標移動方向算出回路６２とに入力されるが、モード選択スイッチ４４により通常モードが選択されて通常モード信号が出力されているときには、目標移動方向算出回路６２はブーム操作信号を無視し、アクチュエータ作動制御回路６１のみがブーム操作信号を受け入れる。一方、モード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードが選択されて水平垂直移動モード信号が出力されているときには、アクチュエータ作動制御回路６１はブーム操作信号を無視し、目標移動方向算出回路６２のみがブーム操作信号を受け入れる。なお、モード選択スイッチ４３により通常モードと水平垂直移動モードとのいずれが選択されている場合であっても、作業台旋回操作レバー４３の操作により出力される作業台旋回操作信号は常にアクチュエータ作動制御回路６１に入力される。
【００２１】
モード選択スイッチ４４により通常モードが選択されている場合、ブーム操作レバー４２の操作（操作方向及び操作量）は、ブーム３０を作動させる油圧アクチュエータ（起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３）の選択と、その選択した油圧アクチュエータの作動速度レベルの入力としてコントローラ６０のアクチュエータ作動制御回路６１に受け入れられる。そしてアクチュエータ作動制御回路６１は、図４に示すように、ブーム操作レバー４２が前後方向（ブーム操作レバー４２を操作しているオペレータにとっての前後方向。以下、同様）に傾動操作されたときには、その操作量に応じた速度レベルで起伏シリンダ２４を伸縮作動させて（伸縮シリンダ３１と旋回モータ２３は作動停止）ブーム３０を起仰作動させ、ブーム操作レバー４２が左右方向に傾動操作されたときには、その操作量に応じた速度レベルで伸縮シリンダ３１を伸縮作動させて（起伏シリンダ２４と旋回モータ２３は作動停止）ブーム３０を倒伏作動させる。また、ブーム操作レバー４２が左まわり方向に捻り操作されたときには、その操作量に応じた速度レベルで旋回モータ２３を正方向に回転作動させて（起伏シリンダ２４と伸縮シリンダ３１は作動停止）ブーム３０を左まわり方向に旋回作動させ、ブーム操作レバー４２が右まわり方向に捻り操作されたときには、その操作量に応じた速度レベルで旋回モータ２３を逆方向に回転作動させて（起伏シリンダ２４と伸縮シリンダ３１は作動停止）ブーム３０を右まわり方向に旋回作動させる。なお、ブーム操作レバー４２が斜め方向に傾動操作されたときには、その傾動方向に応じた作動速度の比率で起伏シリンダ２４と伸縮シリンダ３１とを同時に伸縮作動させる（これによりブーム３０は起伏と伸縮作動の連動作動を行う）。
【００２２】
また、モード選択スイッチ４４により通常モードが選択されている場合、コントローラ６０のアクチュエータ作動制御回路６１は、作業台旋回操作レバー４３が左方に傾動操作されたときには、その操作量に応じた速度レベルで作業台旋回モータ３５を正方向へ回転作動させて作業台４０を左まわり方向に旋回作動させ、作業台旋回操作レバー４３が右方に傾動操作されたときにはその操作量に応じた速度レベルで作業台旋回モータ３５を逆方向に回転作動させて作業台４０を右まわり方向に旋回作動させる（起伏シリンダ２４と伸縮シリンダ３１は作動停止）。
【００２３】
一方、モード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードが選択されている場合には、ブーム操作レバー４２の操作（操作方向及び操作量）は、水平若しくは垂直方向において指定したブーム先端部Ｂの目標移動方向の指定及び移動速度レベルの入力としてコントローラ６０（の目標移動方向算出回路６２）に受け入れられる。そしてコントローラ６０は、図５に示すように、ブーム操作レバー４２がこれを操作している作業台４０上のオペレータから見て前後方向や左右方向、或いは斜め方向に傾動操作されたときには、その傾動操作がなされたときのブーム先端部Ｂの位置から水平面内をその方向（傾動操作方向）に、その操作量に応じた速度レベルでブーム先端部Ｂが移動するように起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３を連動作動させる。また、ブーム操作レバー４２が左まわり方向に捻り操作されたときには、その操作量に応じた速度レベルでブーム先端部Ｂが上方に移動するように起伏シリンダ２４及び伸縮シリンダ３１を連動作動させ、ブーム操作レバー４２が右まわり方向に捻り操作されたときには、その操作量に応じた速度レベルブーム先端部Ｂが下方に移動するように起伏シリンダ２４及び伸縮シリンダ３１を連動作動させる。
【００２４】
また、モード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードが選択されている場合、コントローラ６０のアクチュエータ作動制御回路６１はモード選択スイッチ４４により通常モードが選択されている場合と同様の動作をする。すなわち、作業台旋回操作レバー４３が左方に傾動操作されたときには、その操作量に応じた速度レベルで作業台旋回モータ３５を正方向へ回転作動させて作業台４０を左まわり方向に旋回作動させ、作業台旋回操作レバー４３が右方に傾動操作されたときにはその操作量に応じた速度レベルで作業台旋回モータ３５を逆方向に回転作動させて作業台４０を右まわり方向に旋回作動させる（起伏シリンダ２４と伸縮シリンダ３１は作動停止）。
【００２５】
このように作業台４０に搭乗したオペレータは、モード選択スイッチ４４により通常モードを選択した状態でブーム操作レバー４２を操作することによりブーム３０を起伏、伸縮、旋回させることができるとともに、作業台旋回操作レバー４３を操作することにより作業台４０を垂直ポスト３２まわりに水平旋回させることができる。また、モード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードを選択した状態でブーム操作レバー４２を傾動操作することにより、ブーム先端部Ｂを水平（水平面内）方向に直線的に移動させることができ（図６（Ａ）参照）、モード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードを選択した状態でブーム操作レバー４２を捻り操作することにより、ブーム先端部Ｂを垂直（上下）方向に直線的に移動させることができる（図６（Ｂ）参照）。また、モード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードが選択されているときでも、作業台旋回操作レバー４３を操作することにより作業台４０を垂直ポスト３２まわりに水平旋回させることができる。このように本高所作業車１では、作業台４０上のオペレータはいずれのモードを選択した状態によっても、自らのレバー操作により、自身の搭乗した作業台４０を所望に移動させて任意の位置での作業を行うことができる。
【００２６】
次に、上記のようにモード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードが選択されているときにおけるコントローラ６０の制御動作について詳しく説明する。コントローラ６０は図１に示すように上述のアクチュエータ作動制御回路６１及び目標移動方向算出回路６２のほか、目標軌道設定回路６３、ブーム先端部位置算出回路６４、記憶回路６５、許容移動速度読み出し回路６６、目標移動速度算出回路６７、偏差算出回路６８及び許容移動速度補正回路６９を備えている。ここで、目標移動方向算出回路６２は、ブーム操作レバー４２の作業台４０（操作装置４１）に対するブーム操作レバー４２の傾動方向と、旋回角度検出器７３（この旋回角度検出器７３は走行体１０内の旋回台２０の近傍位置に設けられている）により検出される走行体１０に対するブーム３０の旋回角度と、作業台旋回角度検出器７４（この作業台旋回角度検出器７４は作業台支持プレート３３内に設けられている）により検出される作業台４０のブーム３０に対する旋回角度とから走行体１０を基準としたブーム先端部Ｂの目標移動方向を算出する回路であり、目標軌道設定回路６３は、ブーム操作レバー４２により指定された（目標移動方向算出回路６２において算出された）ブーム先端部Ｂの目標移動方向にブーム先端部Ｂを基点とする直線状の目標軌道を設定する回路である。目標軌道設定回路６３により設定される目標軌道の例を、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）中において二点鎖線で示す。
【００２７】
ブーム先端部位置算出回路６４は、起伏角度検出器７１（この起伏角度検出器７１はブーム３０の基端部に設けられている）により検出されたブームの起伏角度θ、長さ検出器７２（この長さ検出器７２はブーム３０の中間部に設けられている）により検出されたブーム３０の長さＬ及び上述の旋回角度検出器７３により検出された旋回台２０の（ブーム３０の）旋回角度φとに基づいて、走行体１０を基準としたブーム先端部Ｂの位置を算出する回路である。なお、これら起伏角度検出器７１、長さ検出器７２及び旋回角度検出器７３及びコントローラ６０のブーム先端部位置算出回路６４とにより、ブーム先端部Ｂの位置を検出するブーム先端部位置検出装置７０が構成される。
【００２８】
記憶回路６５は  ブーム先端部Ｂの位置に応じたブーム先端部Ｂの許容移動速度をブーム先端部Ｂの目標移動方向ごとに記憶する（記憶している）回路である。図７は、この記憶回路６５が記憶している情報内容をイメージした図であり、ブーム先端部Ｂがブーム姿勢（θ，Ｌ，φ）で表される或る位置（θ1，Ｌ1，φ1）に位置しているとき（ブーム３０の起伏角度θが値θ1をとり、長さＬが値Ｌ1をとり、旋回角度φが値φ1をとっているとき）のブーム先端部Ｂの許容移動速度が水平方向にＶ1、垂直方向にＷ1であることを示したものである。なお、図７中に斜線の縁取りで示す領域Ｒはブーム先端部Ｂを移動させ得る領域、すなわちブーム先端部Ｂの許容移動領域であり、一点鎖線で示す直線Ｈはフートピン２２を基準とした水平ラインである。ここで、記憶回路６５に記憶されたブーム先端部Ｂの許容移動速度は、その許容移動速度が規定されるブーム先端部Ｂの位置に対応する負荷を受けた油圧ポンプ５０が吐出供給し得る圧油の流量を最大限利用したときに得られるブーム先端部Ｂの最大移動速度として定められている。
【００２９】
また、許容移動速度読み出し回路６６は、上記ブーム先端部位置検出装置７０により検出されたブーム先端部Ｂの位置及びブーム操作レバー４２により指定された（目標移動方向算出回路６２において算出された）ブーム先端部Ｂの目標移動方向に基づいてブーム先端部Ｂの許容移動速度を上記記憶回路６５から読み出す回路である。
【００３０】
また、目標移動速度算出回路６７は、上記許容移動速度読み出し回路６６により読み出されたブーム先端部Ｂの許容移動速度がブーム操作レバー４２により入力可能なブーム先端部Ｂの移動速度レベルの最大値となる範囲で、ブーム操作レバー４２により入力されたブーム先端部Ｂの移動速度レベルに対応するブーム先端部Ｂの目標移動速度を算出する回路である。図８は、ブーム操作レバー４２の操作量θとブーム先端部Ｂの移動速度Ｖとの関係を示すグラフであり、許容移動速度読み出し回路６６により読み出されたブーム先端部Ｂの水平方向の許容移動速度がＶ1，Ｖ2（Ｖ1＜Ｖ2）である場合を例に示したものである。この図に示すように、ブーム操作レバーの最大操作量（θmax）に読み出された許容移動速度（Ｖ1又はＶ2）が対応するため、同じレバー操作量であってもブーム先端部Ｂの移動速度は必ずしも同じにはならず、許容移動速度が大きいときほど大きくなる（図８では、許容移動速度がＶ2であるときの方がＶ1であるときよりも大きくなる）。
【００３１】
アクチュエータ作動制御回路６１は、ブーム先端部Ｂが、目標移動速度算出回路６７において算出された目標移動速度で、目標軌道設定回路６３により設定された目標軌道に沿って移動するように油圧アクチュエータ（起伏２４、伸縮３１及び旋回モータ２３）を作動させる制御を行う（図６（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００３２】
また、偏差算出回路６８は、ブーム先端部位置検出装置７０により検出されたブーム先端部Ｂの位置と、目標軌道設定回路６３により設定された目標軌道とを比較し、ブーム先端部Ｂの位置の目標軌道からの偏差（ずれ量）を算出する回路であり、許容移動速度補正回路６９は、偏差算出回路６８により算出されたブーム先端部Ｂの位置の目標軌道からの偏差が予め定めた基準量を上回ったときに、許容移動速度読み出し回路６６により読み出されたブーム先端部Ｂの許容移動速度を、より低い値の補正許容移動速度に補正する回路である。
【００３３】
ここで、本ブーム式高所作業車１が備える水平垂直移動制御装置とは、モード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードが選択されている状態におけるコントローラ６０、ブーム３０を起伏、伸縮及び旋回作動させる油圧アクチュエータ（起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３）、ブーム操作レバー４２及び３つの検出器７１，７２，７３からなる装置を意味する。そして、この水平垂直移動制御装置がブーム先端部を水平垂直移動させるときの制御動作は以下の通りである。
【００３４】
モード選択スイッチ４４により水平垂直移動モードが選択されている状態においてブーム操作レバー４２が操作されると、これによりブーム先端部Ｂの目標移動方向が指定され、併せてブーム先端部Ｂの移動速度レベルがコントローラ６０に入力される。目標軌道設定回路６３はブーム操作レバー４２により指定された目標移動方向にブーム先端部Ｂを基点とする直線状の目標軌道を設定し、許容移動速度読み出し回路６６は現在のブーム先端部Ｂの位置と目標移動方向とに基づいて、記憶回路６５からブーム先端部Ｂの許容移動速度を読み出す。例えば、ブーム先端部Ｂが上記位置（θ1、Ｌ1、φ1）にあり、かつブーム操作レバー４２がいずれかの方向に傾動操作されているとき（目標軌道設定回路６３により水平方向に直線状の目標軌道が設定されているとき）にはブーム先端部Ｂの許容移動速度として速度Ｖ1を読み出し、ブーム操作レバー４２が左まわり方向若しくは右まわり方向に捻り操作されているとき（目標軌道設定回路６３により垂直方向に直線状の目標軌道が設定されているとき）には、ブーム先端部Ｂの許容移動速度として速度Ｗ1を読み出す。許容移動速度読み出し回路６６によりブーム先端部Ｂの許容移動速度が読み出されたら、目標移動速度算出回路６７は、ブーム操作レバー４２により入力された移動速度レベルに対応するブーム先端部Ｂの目標移動速度を算出する。そして、アクチュエータ作動制御回路６１は、ブーム先端部Ｂが、上記のように算出された目標移動速度で目標軌道に沿って移動するように油圧アクチュエータ（起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３）を連動作動させる。
【００３５】
ここで、ブーム先端部Ｂの位置が目標軌道に沿って（実際には、目標軌道を中心とする或る一定の範囲内で）直線的に移動するようにするため、偏差算出回路６８において算出されたブーム先端部Ｂの目標軌道からの偏差（ずれ量）はアクチュエータ作動制御回路６１にフィードバックされており、アクチュエータ作動制御回路６１は、この偏差が上記目標軌道を中心とする一定範囲内（後述する基準値以下に相当する）に収まるように油圧アクチュエータ（起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３）の作動制御を行うようになっている。
【００３６】
なお、水平垂直移動モードが選択されているときには、ブーム３０の旋回作動を伴うブーム先端部Ｂの水平移動が行われたときでも走行体１０に対する作業台４０の向きが変わることがないよう、旋回モータ２３の作動と連動させて作業台旋回モータ３５の作動が行われるようになっている。具体的には、水平垂直移動モードが選択されているときには、旋回角度検出器７３からの検出情報（走行体１０に対するブーム３０の旋回角度）と作業台旋回角度検出器７４からの検出情報（ブーム３０に対する作業台４０の旋回角度）とが（コントローラ６０内の他の回路を経て）アクチュエータ作動制御回路６１に入力されるようになっており、アクチュエータ作動制御回路６１はこれらの検出情報に基づいて、走行体１０に対してブーム３０を旋回させた角度だけ、作業台４０をブーム３０に対して反対方向に旋回させる制御を行う。
【００３７】
このように本ブーム式高所作業車１に備えられた水平垂直移動制御装置では、ブーム操作レバー４２により入力可能なブーム先端部Ｂの移動速度レベルの最大値に対応するブーム先端部Ｂの移動速度（許容移動速度）はブーム先端部Ｂの位置に応じて可変に定めることができるので、ブーム３０に作用する負荷が大きく油圧ポンプ５０の吐出流量が小さくなるブーム姿勢（ブーム先端部Ｂの移動領域）ではブーム先端部Ｂの最大移動速度は小さいが、ブーム３０に作用する負荷が小さく油圧ポンプ５０の吐出流量が大きくなるブーム姿勢（ブーム先端部Ｂの移動領域）ではブーム先端部Ｂの最大移動速度を高めることができ、従来のようにブーム先端部の移動速度が必要以上に制限されることがないので、効率よく作業を行うことができる。また、同様の効果を得るためには油圧ポンプを大型化して吐出容量を大きくすればよいが、本発明に係る装置によれば油圧ポンプを大型化する必要がないので軽量化が図れ、コスト的に大変有利となる。
【００３８】
また、記憶回路６５に記憶されたブーム先端部Ｂの移動許容速度は、その許容移動速度が規定されるブーム先端部Ｂの位置に対応する負荷を受けた油圧ポンプ５０が吐出供給し得る圧油の流量を最大限利用したときに得られるブーム先端部Ｂの最大移動速度として定められているので、油圧ポンプ５０の駆動動力を最大限有効に活用することができる。このためエネルギーロスが小さくなり、作業コストを低減することが可能となる。
【００３９】
また、ブーム先端部Ｂが目標軌道に沿って移動している場合において、何らかの不具合により（例えば、上述の制御バルブ５１，５２，５３に目詰まり等が生じた場合）、一部の油圧アクチュエータ（起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３）への圧油の供給流量不足が生じてその油圧アクチュエータに動作遅れが発生した場合には、ブーム先端部Ｂは目標軌道から次第にずれていって最終的には軌道から外れてしまう。しかし、本高所作業車１が備える水平垂直移動制御装置では、ブーム先端部Ｂの位置と目標軌道とを比較して偏差を求め、その偏差が予め定めた基準量を上回ったときに当初設定したブーム先端部Ｂの許容移動速度をより低い値の（当初の許容移動速度よりも減速された）補正許容移動速度に補正する構成となっているので、一部の油圧アクチュエータに動作遅れが生じた場合には他の油圧アクチュエータへ供給される流量も一様に少なくなるので、その動作遅れを生じた一部の油圧アクチュエータの流量不足は解消され、ブーム先端部Ｂが目標軌道からはずれてしまうことを防止することができる。
【００４０】
図９は、上記のようにブーム先端部Ｂの目標軌道からの偏差が基準値を上回ったとき、当初の目標移動速度を減速することによりブーム先端部Ｂの目標軌道からの逸脱が防止される様子を説明する図であり、ブーム操作レバー４２傾動操作されてブーム先端部Ｂが水平方向に移動する場合の例である（垂直方向に移動する場合も同様）。図９において、二点鎖線で示す直線が目標軌道、実線で示す曲線がブーム先端部Ｂの移動軌跡である。これら両者の差分が偏差δであり、この偏差δの値が予め定めた基準値Δを上回ったＰ時点において当初の許容移動速度を減速する。これにより一部の油圧アクチュエータの流量不足が解消され、再び偏差δが基準値Δ以下となったところ（Ｑ時点）で、許容移動速度を元に戻す（目標移動速度算出回路６７が補正許容移動速度を当初の許容移動速度に置き換える）。これにより、一部の油圧アクチュエータが流量不足になってブーム先端部Ｂの移動軌跡の目標軌道からのずれ量が大きくなった（偏差δが基準値Δを超えた）ときには、一時的にブーム先端部Ｂの移動速度が小さくなるものの（ブーム操作レバー４２の操作量が一定であっても）、上記ずれ量が漸減してブーム先端部Ｂの移動軌跡が目標移動に沿うようになったら、再びブーム先端部Ｂの移動速度を高めることができるようになる。
【００４１】
これまで本発明に係るブーム式作業車の水平垂直移動制御装置について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、ブーム先端部の目標移動方向を水平若しくは垂直方向において指定する移動方向指定手段と、ブーム先端部の移動速度レベルの入力を行う移動速度レベル入力手段とはともに一つの操作手段（ブーム操作レバー４２）からなっていたが、これは必ずしも一つの操作手段からなっている必要はなく、移動方向指定手段と移動速度レベル入力手段とはそれぞれ別の操作手段からなっていてもよい。また、操作手段はレバーでなくてもよく、例えば捻り操作つまみやスイッチ類等からなっていてもよい。また、上述の実施形態では、本発明に係る水平垂直移動制御装置が適用される対象のブーム式作業車はブームの先端部に作業台を備えたブーム式高所作業車であったが、これは一例であり、ブームの先端部に他の作業装置を備えたブーム式作業車（例えばブームの先端部に懸吊装置を備えたクレーン車）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る水平垂直移動制御装置を備えたブーム式高所作業車におけるコントローラを中心とした制御装置構成を示すブロック図である。
【図２】上記ブーム式作業車の側面図である。
【図３】作業台上に設けられた操作装置の斜視図である。
【図４】通常モードが選択されているときにおけるブーム操作レバーの操作方向と油圧アクチュエータの作動方向との関係を示す図である。
【図５】水平垂直移動モードが選択されているときにおけるブーム操作レバーの操作方向とブーム先端部の移動方向との関係を示す図である。
【図６】（Ａ）は水平垂直移動モードが選択されている状態でブーム操作レバーが傾動操作され、ブーム先端部が水平方向に移動する様子を示す図であり、（Ｂ）は水平垂直移動モードが選択されている状態でブーム操作レバーが捻り操作され、ブーム先端部が垂直方向に移動する様子を示す図である。
【図７】コントローラの記憶回路が記憶している情報内容のイメージ図である。
【図８】ブーム操作レバーの操作量とブーム先端部の移動速度との関係を示すグラフである。
【図９】ブーム先端部の目標軌道からの偏差が基準値を上回ったとき、当初の目標移動速度を減速することによりブーム先端部の目標軌道からの逸脱が防止される様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      ブーム式高所作業車（ブーム式作業車）
１０    走行体
２０    旋回台
２３    旋回モータ（油圧アクチュエータ）
２４    起伏シリンダ（油圧アクチュエータ）
３０    ブーム
３１    伸縮シリンダ（油圧アクチュエータ）
３５    作業台旋回モータ
４０    作業台
４２    ブーム操作レバー（移動方向指定手段、移動速度レベル入力手段）
４３    作業台旋回操作レバー
４４    モード選択スイッチ
５０    油圧ポンプ
６０    コントローラ
６１    アクチュエータ作動制御回路（アクチュエータ作動制御手段）
６２    目標移動方向算出回路（目標移動方向算出手段）
６３    目標軌道設定回路（目標軌道設定手段）
６４    ブーム先端部位置算出回路
６５    記憶回路（記憶手段）
６６    許容移動速度読み出し回路（許容移動速度読み出し手段）
６７    目標移動速度算出回路（目標移動速度算出手段）
６８    偏差算出回路（偏差算出手段）
６９    許容移動速度補正回路（許容移動速度補正手段）
７０    ブーム先端部位置検出装置（ブーム先端部位置検出手段）
Ｂ      ブーム先端部
【図１】
2005104664.tif 000003
【図２】
2005104664.tif 000004
【図３】
2005104664.tif 000005
【図４】
2005104664.tif 000006
【図５】
2005104664.tif 000007
【図６】
2005104664.tif 000008
【図７】
2005104664.tif 000009
【図８】
2005104664.tif 000010
【図９】
2005104664.tif 000011