(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に、起伏、伸縮、旋回等の作動が自在に設けられたブームと、前記ブームの先端に水平に保持されて取り付けられた作業台とを備えてなり、前記ブームを起伏、伸縮および旋回作動させて前記作業台を所望位置に移動させる高所作業車における前記ブームの作動制御装置であって、
外部操作されて、前記ブームの起伏、伸縮、旋回等の作動を行うための操作信号を送信する操作手段と、
前記操作信号を受けて前記ブームの起伏、伸縮、旋回等の作動を行わせるブーム作動アクチュエータと、
前記操作手段の操作に応じて、前記ブーム作動アクチュエータにより前記ブームを作動させる制御を行うとともに、予め設定された許容作動範囲外へ前記ブームもしくは前記作業台が移動するような前記ブーム作動アクチュエータの作動を規制する制御を行うコントローラとを有するブームの作動制御装置において、
前記コントローラにより作動規制が行われた状態で、さらに前記作動規制方向へ前記ブームを作動させるように前記操作手段が操作されたときに、その作動規制方向へ前記ブームを作動させることを可能にするために規制を回避する操作手順を操作者にガイドするガイド手段とを備えたことを特徴とするブームの作動制御装置。
【請求項２】
前記ガイド手段は、規制を回避するための操作が複数の操作からなる場合は、前の操作が終了すると次の操作を順次ガイドすることを特徴とする請求項1記載のブームの作動制御装置。
【請求項３】
前記ガイド手段は、モニタ表示を含む操作器の操作手順を表示する表示手段、または操作器の操作要領を音声により行う音声ガイド装置であることを特徴とする請求項1または２記載のブームの作動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、起伏、伸縮、旋回等の作動が自在に設けられたブームを有した高所作業車に関し、さらに詳しくは転倒防止や、ブームおよび作業台と車体との干渉防止のためにブームの許容範囲を超える作動を規制するように構成されたブームの作動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高所作業車は起伏、伸縮、旋回等の作動が自在なブームの先端に水平に保持して作業台が取り付けられて構成されている。この高所作業車においては、ブームを起伏、伸縮、旋回等の作動を行わせて、作業台を所望の高所に移動することができるが、ブームの起伏、伸縮、旋回等の作動を行うと、車体を転倒させる方向に作用するモーメント（以下、「転倒モーメント」と称する）が変化する。この転倒モーメントが許容値を超えると、車体の安定支持性が低下するため、転倒モーメントが許容値以内の状態で、ブームの作動が可能となる許容作動範囲を設定し、ブームがこの許容作動範囲を超えて作動することを規制するコントローラが設けられている。
【０００３】
また、ブームの位置や作動内容によっては、ブームおよび作業台が車体と干渉することもあり、干渉によってブームや車体等が損傷をするおそれがある。このような干渉を防止する目的からブームの許容作動範囲が予め設定されており、この許容作動範囲の外へ移動するようなブームの作動をコントローラにより規制することも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブームを作動しているときにブームが許容作動範囲を超えて作動する状態となり、コントローラにより作動規制が行われたときに、作動規制されている方向へブームの作動を行いたい場合がある。例えば、高所作業を行う際に、ブームを水平近傍まで倒伏させた状態で車両前方に向けて旋回させると、ブームもしくは作業台が高所作業車の前部にある運転室と干渉するおそれがあるため、コントローラにより運転室と干渉する前に旋回作動が規制される。この規制が行われている状態で、運転室に近づく方向にもしくは運転室を超えて反対側の方向に旋回作動を行いたい場合があるが、このままではブームの旋回作動をさせることはできない。この規制されている旋回作動を行うためには、ブームと作業台が運転室と干渉しない許容作動範囲内までブームを起仰作動させると運転室側への旋回方向も許容作動範囲となり、コントローラによる旋回作動規制は解除され、規制されていた運転室に近づく方向へのブームの旋回作動が可能になる。但し、ブームの作動規制が行われる状態は種々のものがあり、上述のように比較的容易にブーム作動規制を回避する操作要領が判断できる場合ばかりではなく、ブーム作動規制を回避する要領判断が難しいことも多い。特に、経験の少ない作業者（オペレータ）にとって、この回避要領判断に迷い、作業効率が低下す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、高所作業車において、コントローラによりブームの作動が規制されている状態で、作動規制を回避して、作動規制方向への作動を可能にするための操作要領を容易に認識できる、ブームの作動制御装置を提供すること目的としている。
【０００６】
【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、本発明においては、車体に、起伏、伸縮、旋回等の作動が自在に設けられたブームと、ブームの先端に水平に保持されて取り付けられた作業台とを備えて、ブームを起伏、伸縮および旋回作動させて作業台を所望位置に移動させるようにブームの作動制御装置が構成され、さらに、外部操作されて、ブームの起伏、伸縮、旋回等の作動を行うための操作信号を送信する操作手段（例えば、実施形態における伸縮レバー２２ａ、起伏レバー２２ｂ、旋回レバー２２ｃ）と、操作信号を受けて前記ブームの起伏、伸縮、旋回等の作動を行わせるブーム作動アクチュエータ（例えば、実施形態における伸縮シリンダ３０ａ、起伏シリンダ３０ｂ、旋回モータ３０ｃ）と、操作手段の操作に応じて、ブーム作動アクチュエータによりブームを作動させる制御を行うとともに、予め設定された許容作動範囲外へブームもしくは作業台が移動するようなブーム作動アクチュエータの作動を規制する制御を行うコントローラとを有するブームの作動制御装置において、コントローラにより作動規制が行われた状態で、さらに作動規制方向へブームを作動させるように操作手段が操作されたときに、その操作を可能にするための操作手順を操作者にガイドするガイド手段（例えば、実施形態における第１表示器３１、第２表示器３２やモニタ表示装置などの表示手段または音声による音声ガイド装置）とを備える。
ガイド手段は、規制を回避するための操作が複数の操作からなる場合は、前の操作が終了すると次の操作を順次ガイドすることが望ましい。このような構成により、ガイド手段のガイドに従って操作手段の操作を行えば、作動規制を回避して適切なブームの作動を行うことができる。
【０００７】
このような構成のブームの作動規制装置を用いれば、ブームの起伏、伸縮、旋回等の作動を行わせるときに、ブームの位置状態に対応して設定される許容作動範囲（すなわち、ブーム作動が可能な領域）外へブームもしくは作業台が移動するような作動に対しては、コントローラは、ブームが許容作動範囲領域の境界に達した時点でブームの作動を規制する。このようにコントローラにより作動規制が行われた状態は、表示手段によりその内容が表示されており、作業者はこの表示を見てどの方向への操作が規制されているのか容易に判断できる。さらに、作動規制された状態で、作動規制された方向へ操作手段を操作すると、作動規制を回避してブームの作動を可能にするための操作要領が表示手段に表示されるので、作業者はこれを容易に認識することができる。そして、この表示手段に従い、ブームを作動させると、作動規制方向を回避して適切なブームの作動を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。まず、本発明に係るブームの作動制御装置を備えた高所作業車１を図２に示している。この高所作業車１は、前後輪３ａ、３ｂを有して走行可能であり、前部に運転室２ａを有したトラック車両をベースに構成される。このトラック車両の車体２の上に図示しない旋回モータ（油圧モータ）により駆動されて水平旋回可能に構成された旋回台４が配設されている。この旋回台４に基端部が枢結されてブーム５が取り付けられており、このブーム５は起伏シリンダ６により起伏動されるようになっている。ブーム５は、基端ブーム５ａ、中間ブーム５ｂおよび先端ブーム５ｃを入れ子式に組み合わせて内蔵の伸縮シリンダ７により伸縮動可能に構成されている。
【０００９】
先端ブーム５ｃは先端ブームヘッド５ｄを有し、このブームヘッド５ｄに枢結されて支持部材８が上下に揺動可能に取り付けられている。この支持部材８は垂直ポスト部（図示せず）を有し、ブームヘッド５ｄと支持部材８との間に配設されたレベリングシリンダ（図示せず）により支持部材８の揺動制御が行われ、ブーム５の起伏の如何に拘わらず垂直ポスト部が常に垂直に延びて位置するように支持部材８が揺動制御される。このように常時垂直に保持される垂直ポスト部に水平旋回自在に（首振り自在に）作業台９が取り付けられており、作業台９はブーム５の起伏に拘わらず常に水平に保持される。
【００１０】
なお、支持部材８の上端部に吊り上げ装置１０が設けられている。また、車体２の前後左右の四ヵ所に下方に伸縮自在なアウトリガ１１が設けられており、高所作業を行うときには、図示のようにアウトリガ１１を下方に張り出して車体２を持ち上げ支持できるようになっている。
【００１１】
このような高所作業車１に設けられている、ブームの作動制御装置２０について、以下に詳しく説明する。
【００１２】
本発明のブームの作動制御装置２０は、図１に示すように、操作装置２２と、この操作信号を受けるコントローラ２３と、コントローラ２３からの制御信号を受けて作動制御される油圧制御バルブ２８と、油圧制御バルブ２８から油圧の供給制御を受けるアクチュエータ３０とから構成される。
【００１３】
アクチュエータ３０はブーム５の伸縮作動を行う伸縮シリンダ３０ａと、ブーム５の起伏作動を行う起伏シリンダ３０ｂと、ブーム５の旋回作動を行う旋回モータ３０ｃによって構成されており、油圧ポンプ２９からの油圧により作動するようになっている。作業台９には操作装置２２が設けられており、図５にも示すように、この操作装置２２は伸縮レバー２２ａ（伸縮操作手段）、起伏レバー２２ｂ（起伏操作手段）、旋回レバー２２ｃ（旋回操作手段）から構成されている。伸縮レバー２２ａを前後方向に操作すると伸縮操作信号が、起伏レバー２２ｂを左右方向に操作すると起伏操作信号が、旋回レバー２２ｃを左右方向に操作すると旋回操作信号が、コントローラ２３が有する作動制御部２７を介して、油圧制御バルブ２８へ出力される。油圧制御バルブ２８はこれら操作信号に基づいて油圧ポンプ２９を制御して、該当するそれぞれのアクチュエータ３０ａ、３０ｂ、３０ｃへの油圧の供給を制御することにより、ブーム５の伸縮、起伏、旋回作動制御を行えるようになっている。例えば、伸縮レバー２２ａを操作することにより油圧制御バルブ２８へ伸縮作動信号を出力して、伸縮シリンダ３０ａへの作動油給排を制御し、ブーム５の伸縮作動を制御する。
【００１４】
このように、作業台９に搭乗した作業者（図示せず）が、操作装置２２の操作を行えば、ブーム５の伸縮、起伏、旋回作動させて、作業台９を所望の高所に移動させることができる。
【００１５】
一方、作業台９を所望の高所に移動させるためにブーム５の起伏、伸縮、旋回等の作動を行うと、車体２を転倒させる方向に作用する転倒モーメントが変化し、この転倒モーメントが許容値を超えると、車体２の安定支持性が低下する。また、ブーム５の位置や作動内容によっては、ブーム５および作業台９が車体２と干渉するおそれがある。このような安全性の低下や干渉を防止するために、この高所作業車１は、ブーム５の許容作動範囲が予め設定されており、コントローラ２３によって、許容作動範囲外へ移動するようなブーム５の作動は規制される。
【００１６】
このような作動規制制御を行うために、ブームの作動制御装置２０には、図１に示すように、ブーム５の伸縮長さを検出する伸縮長さ検出器２１ａと、ブーム５の起伏角度を検出する起伏角度検出器２１ｂと、ブーム５の旋回角度を検出する旋回角度検出器２１ｃとが設けられている。これらの検出器２１ａ〜２１ｃにより検出された情報は、コントローラ２３に入力されるようになっている。コントローラ２３は、位置算出部２４と、作動規制部２５と、許容作動範囲メモリ２６ａとを有している。位置算出部２４は検出器２１ａ〜２１ｃからの情報によりブーム５の位置を算出して作動規制部２５に出力する。作動規制部２５は算出されたブーム５の位置と許容作動範囲メモリ２６ａに予め設定されているブーム５の許容作動範囲とを比較して、ブーム５が許容作動範囲外へ移動するような場合は作動制御部２７へ規制信号を出力し、該当するブーム５の作動を規制する。
【００１７】
このように、コントローラ２３は許容作動範囲外へ移動するようなブーム５の作動を規制して、車体２の安定性の低下やブーム５および作業台９が車体２との干渉を防止する機能も有している。
【００１８】
さらに、作動規制部２５は上記のようにブーム５の作動が規制されたときに、その作動規制内容を第１表示器３１に表示する。第１表示器３１は、図５にも示すように、ブームの作動方向を示す発光ダイオード３１ａ〜３１ｆにより構成されており、ブーム５の作動のうち作動が可能な方向に対応する発光ダイオードを点灯させ、ブーム５の作動が規制されている方向に対応する発光ダイオードを消灯させる。このため、作業者は、コントローラ２３により規制されたブーム５の作動方向を容易に認識することができる。
【００１９】
ところで、上記に示すようにコントローラ２３によって、ブーム５の作動が規制されている状態は種々のものがあるため、作動規制を回避するための操作判断が難しいことも多い。本発明のブームの作動制御装置２０は、図１に示すように、このような作動規制されているブーム５の作動を可能にするための操作要領を作業者にとって容易に認識することができるように、予め規制回避条件が設定された規制回避条件メモリ２６ｂと、その内容を表示する第２表示器３２とを備えている。以下に、第２表示器３２の表示に基づいて作動規制を回避しながらブーム５の作動を行う場合の実施形態について図を参照しながら説明する。
【００２０】
上述したように、コントローラ２３によりブーム５の作動規制が行われている状態において、作動規制方向へブーム５が作動するように操作装置２２の操作を行ってもブーム５は規制されたままで作動しない。しかし、操作装置２２が操作されるとコントローラ２３へ操作信号は送信されるようになっており、作動規制された方向にブーム５を作動させるように操作装置２２が操作された場合でも、この操作信号はコントローラ２３に送信される。これを受けて作動制御部２７は、作動規制が行われている方向と同じブーム５の作動の方向である操作信号が入力されたと判断したときに作動規制部２５を作動させる。作動規制部２５は、コントローラ２３が有している規制回避条件メモリ２６ｂから、各検出器２１ａ〜２１ｃにより検出されたブーム５の位置が属する所定ブーム５の位置領域と操作装置２２が操作された方向が設定されている選択肢を選択して、予め設定されている作動規制方向への作動を可能にするための操作要領を読み出し、その内容を第２表示器３２に出力する。
【００２１】
第２表示器３２は、図５にも示すように、発光ダイオード３２ａ〜３２ｆを備えており、ブーム５の作動規制を回避するための作動方向を点灯により表示する。規制を回避するための操作が複数ある場合は、該当する発光ダイオード３２ａ〜３２ｆを順次点灯して、各検出器２１ａ〜２１ｃからの情報により前の表示による操作の完了を検出すると、次なる操作内容を示す発光ダイオード３２ａ〜３２ｆを点灯させ、その操作が終了すると消灯する。
【００２２】
なお、操作装置２２と、第１表示器３１と、第２表示器３２は、図５に示すように、作業台９が有する操作＆表示パネル３３にまとめて設けられている。
【００２３】
このように構成されたブームの作動制御装置２０では、コントローラ２３によって作動規制されているブーム５の作動を回避するための操作要領を第２表示器３２に示すことによって、作業者はこの操作要領を容易に認識できる。さらに、第２表示器３２の表示に従って操作装置２２の操作を行えば、作動規制を回避して適切なブーム５の作動を行うことができる。
【００２４】
ここで、ブーム５を倒伏した状態から作動規制を回避して旋回作動を行う場合の具体例について、図３と図４を参照して説明する。
【００２５】
ここで図３および図４において符号Ａで示すように、高所作業車１のブーム５が、水平位置近傍である運転室２ａの上端よりも所定値高い起伏角度（θ１）より倒伏し、かつブーム５の先端および作業台９が運転室２ａと干渉しない許容作動範囲θ２〜θ２´（旋回台４を挟んだ範囲）外の位置にあるときには、ブーム５の作動は全ての方向において可能であり、第１表示器の発光ダイオード３１ａ〜３１ｆは全て点灯している。
【００２６】
この位置Ａの状態より、作業者が旋回レバー２２ｃを操作してブーム５を運転室２ａ方向（矢印方向）への右旋回作動させた場合、ブーム５が旋回許容作動範囲境界θ２上の位置Ｂに達したとき、作業台９とブーム５の先端が運転室２ａと干渉するので、コントローラ２３は、許容作動範囲の境界であるθ２を超えて移動するブーム５の右旋回作動を規制する。その際、第１表示器３１の発光ダイオード３１ａは消灯して、作業者に右旋回作動が規制されていることを示す。
【００２７】
この作動規制を回避してブーム５の右旋回を行うためには、ブーム５の先端および作業台９が運転室２ａと干渉しなくなる位置Ｂから位置Ｃまで（図３参照）、ブーム５を起仰作動させることが条件となる。本発明のブームの作動制御装置２０は、旋回レバー２２ｃが旋回が規制されている右旋回方向に操作されると、このときの規制回避条件であるブーム５の起仰作動を第２表示器３２の発光ダイオード３２ｅ（図５参照）の点灯により表示する。このため、作業者は第２表示器３２の表示を見て規制回避条件を容易に認識することができる。
【００２８】
この表示に従って作業者はブーム５の起仰作動を行い、ブーム５の先端が位置Ｃに達すると、ブーム５の左旋回作動の規制はなくなるので第２表示器３２の発光ダイオード３２ｅは消灯する。代わって、第１表示器３１の発光ダイオード３１ａが点灯するので、作業者はブーム５の右旋回作動が可能になったことが認識でき、ブーム５の右旋回作動を行うことができる。
【００２９】
このようなブーム作動規制装置２０によれば、コントローラ２３により作動規制された方向へブーム５の作動させるように操作装置２２が操作されると、予め設定されている規制回避条件が第２表示器３２に示されるので、作業者は難しい種々の条件判断を行うことなく作動規制をなくして、作動規制方向へのブーム５の作動を容易にかつ適切に行うことができる。
【００３０】
なお、第１表示器３１に表示されるコントローラによるブーム５の作動の規制内容と、第２表示器３２に表示させる作動規制方向へのブーム５の作動を可能にするための操作要領を音声により行う音声ガイド装置を設けたり、モニタ表示により行うモニタ表示装置を設けてもよい。また、これらと操作＆表示パネル３３を適宜組み合わせることにより、使い勝手をより向上させることもできる。
【００３１】
また、上記の高所作業車１においては、コントローラ２３により作動規制が行われたときにはその規制内容を示す第１表示器３１と、規制回避条件を示す第２表示器３２とを異なる表示手段で表示しているが、本発明においては必ずしも第１表示器３１と第２表示器３２とに分けて構成する必要はなく、規制内容を示しているのか、規制を回避するための条件が示されているのか、作業者が内容を区別できれば第１表示器３１と第２表示器３２を併せて構成してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明のブームの作動制御装置によれば、コントローラによって作動規制されているブームの作動を回避するための操作要領を表示手段等のガイド手段に示すことにより作業者はこの操作要領を容易に認識できるため、作業効率が向上する。さらに、表示手段の表示等ガイド手段のガイドに従って操作手段の操作を行えば、作動規制を回避して適切なブームの作動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブームの作動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記ブームの作動制御装置を備えた高所作業車の斜視図である。
【図３】上記ブームの作動制御装置を備えた高所作業車の側面図であり、ブームの起伏角度の許容作動範囲（θ１以上）を示す概念図である。
【図４】上記ブームの作動制御装置を備えた高所作業車の平面図であり、ブームの旋回角度の許容作動範囲（θ２〜θ２´、但し旋回台を挟む範囲）を示す概念図である。
【図５】操作＆表示パネルの構成を示す図である。
【符号の説明】
１    高所作業車
５    ブーム
９    作業台
２０    ブームの作動制御装置
２２    操作装置
２３    コントローラ
３０    アクチュエータ
３１    第１表示器（表示手段）
３２    第２表示器（表示手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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