(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮自在なブームと、
前記ブームの伸縮作動を行わせる伸縮シリンダと、
伸縮シリンダに作動油を供給するポンプと、
前記ブームの伸縮作動を行なわせるため傾動操作される操作手段と、
前記操作手段の操作に応じて前記ポンプから前記伸縮シリンダへの作動油の供給制御を行うブーム作動制御バルブと、
前記ブーム作動制御バルブの作動を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記操作手段の傾動操作角に応じて前記ブームの目標伸縮速度を算出し、前記目標伸縮速度が予め前記コントローラに設定された所定最低速度以下の場合には、前記伸縮シリンダへ作動油の供給を行わないように前記ブーム作動制御バルブを制御することを特徴とするブーム作動制御装置。
【請求項２】
伸縮自在なブームと、
前記ブームの伸縮作動を行わせる伸縮シリンダと、
伸縮シリンダに作動油を供給するポンプと、
前記ブームの伸縮作動を行なわせるため操作される操作手段と、
前記ブームに設けられて前記ブームの長さを検出するブーム長さ検出手段と、
前記操作手段の操作に応じて前記ポンプから前記伸縮シリンダへの作動油の供給制御を行うブーム作動制御バルブと、
前記ブーム作動制御バルブの作動を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記操作手段が操作された場合に、前記ブーム長さ検出手段により検出された前記ブームの長さの所定時間の変化量からブーム伸縮速度を算出し、前記ブーム伸縮速度が予め前記コントローラに設定された所定最低速度未満の場合には、前記伸縮シリンダへの作動油の供給量を増加させるように前記ブーム作動制御バルブを制御することを特徴とするブーム作動制御装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記目標伸縮速度が前記最低速度以下の場合には、前記ブーム作動制御バルブに制御出力をしないようにすることを特徴とする請求項１に記載のブーム作動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伸縮自在なブームを備えたブーム作動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
伸縮自在なブームを備えたブーム作動制御装置は広く用いられており、その一例として高所作業車のブーム作動制御装置がある。高所作業車には、車体上に伸縮等が自在にブームが設けられ、ブーム先端には作業者搭乗用の作業台が配設されており、作業台に搭乗した作業者が作業台上に設けられた上部操作装置を操作してブームに伸縮作動等を行わせることにより、作業台を所望の位置に移動させて作業を行う。このような高所作業車は、配電作業や建設作業などに広く用いられている。
【０００３】
このような高所作業車のブームは、一般に入れ子式に緩挿され内部に配設された油圧アクチュエータの作動により伸縮自在に構成された複数段のブーム部材から構成されている。これら各ブーム部材相互間の接続はブームに作用する大きな曲げモーメント荷重に対する耐力を備え且つ摺動自在な構成とするため、内側に配設されるブーム部材の下端部外周面と外側を覆うブーム部材の上端部内周面とに設けられた摺動部材（以下スライダと称す）を介してブーム部材内外周面間で固体接触により相互接触し、この接触面間での摺動により伸縮自在に接続支持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、作業台を所定の位置に合わせるためブームを微速伸縮作動させる、いわゆるブームの伸縮作動によるインチングを行う場合には、ブームの伸縮作動速度、すなわちスライダとブーム部材間の摺動速度が低くなるため、固体接触面間でスティックスリップ現象が発生してブームが間欠的に振動を伴って伸縮作動することがある。これにより、ブーム先端に配設された作業台が間欠的に振動するため、作業台に搭乗する作業者に不快感を抱かせることがあった。また、これを防止するために、これまでスライダの材質変更やスライダに塗布されるグリスの改良などの対策が行われてきたが、スティックスリップ現象を完全に防止するには限界があり、さらなる方策が望まれていた。
【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、ブームの微速伸縮作動時に発生するスティックスリップ現象を防止するように構成されたブーム作動制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明においては、伸縮自在なブームと、ブームの伸縮作動を行わせる伸縮シリンダと、伸縮シリンダに作動油を供給するポンプと、ブームの伸縮作動を行なわせるため傾動操作される操作手段（例えば、実施形態における伸縮操作レバー２３）と、操作手段の操作に応じてポンプから伸縮シリンダへの作動油の供給制御を行うブーム作動制御バルブとを備えてブーム作動制御装置が構成される。そしてこのブーム作動制御装置は、操作手段の傾動操作角に応じてブームの目標伸縮速度を算出し、目標伸縮速度がブーム作動制御装置に設定された所定最低速度以下の場合には、伸縮シリンダへ作動油の供給を行わないようにブーム作動制御バルブを制御する。
【０００７】
このように構成されたブーム作動制御装置によれば、コントローラが算出した目標伸縮速度が所定最低速度以下の場合、伸縮シリンダへ作動油の供給を行わないようにブーム作動制御バルブを制御するので、最低速度をスティックスリップ現象が発生する速度とすれば、スティックスリップ現象が発生する速度領域でブームの伸縮作動が行われないため、スティックスリップ現象を防止することができる。
【０００８】
また、第２の発明として、伸縮自在なブームと、ブームの伸縮作動を行わせる伸縮シリンダと、伸縮シリンダに作動油を供給するポンプと、ブームの伸縮作動を行なわせるため操作される操作手段（例えば、実施形態における伸縮操作レバー２３）と、ブームに設けられてブームの長さを検出するブーム長さ検出手段と、操作手段の操作に応じてポンプから伸縮シリンダへの作動油の供給制御を行うブーム作動制御バルブと、ブーム作動制御バルブの作動を制御するコントローラとを備えてブーム作動制御装置が構成される。そして、このブーム作動制御装置は、操作手段が操作された場合に、ブーム長さ検出手段により検出されたブームの長さの所定時間の変化量からブーム伸縮速度を算出し、ブーム伸縮速度が予め前記コントローラに設定された所定最低速度未満の場合には、伸縮シリンダへの作動油の供給量を増加させるようにブーム作動制御バルブを制御する。このようにすれば、ブーム伸縮速度が最低速度未満の状態になると、伸縮シリンダへの作動油の供給量を通常よりも増加させるように制御されるため、より確実にスティックスリップ現象を防止することができる。
【０００９】
さらに、目標伸縮速度が最低速度以下の場合には、ブーム作動制御バルブに制御出力をしないようにすることが好ましい。このようにすれば、コントローラが算出した目標伸縮速度が最低速度以下の場合、ブーム作動制御バルブに制御出力そのものを行わないため、より確実にスティックスリップ現象を防止することができる。
【００１０】
【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。本発明に係るブーム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、前部に運転キャビン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１３（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を入れ子式に摺動自在に組み合わせて、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。
【００１１】
先端ブーム５ｃは先端にブームヘッド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１２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。
【００１２】
作業台９には、ここに搭乗した作業者が操作する上部操作装置２０が設けられている。この上部操作装置２０はブーム５の起伏作動を行わせる起伏操作レバー２１、旋回台４の旋回作動を行わせる旋回操作レバー２２およびブーム５の伸縮作動を行わせる伸縮操作レバー２３を有する。
【００１３】
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４カ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。
【００１４】
以下に、高所作業車１のブーム作動制御装置について図１を参照して説明する。この制御装置は、コントローラ２５からの制御信号により、ブーム作動制御バルブ２６の作動を行うように構成されている。コントローラ２５には、起伏操作レバー２１、旋回操作レバー２２および伸縮操作レバー２３からの操作信号と、ブーム長さ検出器２７からの検出信号が入力される。なお、ブーム長さ検出器２７はブーム５のブーム長さＬを検出し、そのブーム長さＬをコントローラ２５に出力する。
【００１５】
起伏操作レバー２１、旋回操作レバー２２および伸縮操作レバー２３はそれぞれ起立状態から傾動操作可能に構成されており、傾動操作されると傾動方向に対応し且つ傾動角に比例する操作信号がコントローラ２５に出力される。コントローラ２５はこれら操作信号に対応する流量が、起伏シリンダや伸縮シリンダ７や旋回モータ１３といったブームアクチュエータにそれぞれ供給されるようにブーム作動制御バルブ２６の開度制御を行う。なお、この場合、操作信号（すなわち操作レバーの傾動角）とバルブ開度（すなわち油圧アクチュエータへの供給流量）との関係は、例えば図３に示すように比例関係となるように設定される。その結果、旋回操作レバー２２を傾動操作すれば、その傾動角に対応した流量の作動油が旋回モータ１３に供給され、旋回台４が旋回操作レバー２２の傾動角に対応する速度で旋回作動する。同様に、起伏操作レバー２１や伸縮操作レバー２３を傾動操作しても、各傾動角に対応した流量の作動油が起伏シリンダ６や伸縮シリンダ７に供給され、起伏操作レバー２１および伸縮操作レバー２３の傾動角に対応する速度でブーム５が起伏作動し、伸縮作動する。このことから分かるように、各ブームアクチュエータに要求される作動油量は各操作レバー２１、２２、２３の傾動角に対応している。また、起伏シリンダ６、伸縮シリンダ７および旋回モータ１３に供給される作動油は、エンジンにより駆動される油圧ポンプ３０から供給される。
【００１６】
この制御内容について図１を参照して説明する。まず、起伏および旋回操作レバー２１、２２からの操作信号が検出されると、各操作信号に対応した速度で対応する起伏シリンダ６および旋回モータ１３を作動させるために必要とされる起伏シリンダ供給流量Ｑ６および旋回モータ供給流量Ｑ１３をそれぞれ算出する。そして、起伏シリンダ６および旋回モータ１３に、各供給流量Ｑ６、Ｑ１３がそれぞれ得られるようにブーム作動制御バルブ２６の開度制御を行う。
【００１７】
続いて、伸縮操作レバー２３からの操作信号が検出された場合の制御についてさらに図４を参照して説明する。伸縮操作レバー２３からの操作信号が検出されると、その操作信号に対応してブーム５の目標伸縮速度Ｖｏを算出する。目標伸縮速度Ｖｏは伸縮操作レバー２３の操作信号に対応して予め設定された設定値であり、コントローラ２５が伸縮操作レバー２３の操作信号に対応した設定値を選択することにより、足し算や掛け算処理を用いた算出よりも早く目標伸縮速度Ｖｏが算出される。そしてこの目標伸縮速度Ｖｏが、スティックスリップ現象を回避するためコントローラ２５に予め設定された最低速度Ｖｍ以下の場合には、ブーム作動制御バルブ２６へ制御信号を出力しないで、伸縮シリンダ７へ作動油の供給を行わないようにする。
【００１８】
一方、目標伸縮速度Ｖｏが最低速度Ｖｍを越える場合、伸縮操作レバー２３からの操作信号に対応した速度で対応する伸縮シリンダ７を作動させるために必要とされる伸縮シリンダ供給流量Ｑ７を算出する。そして、ブーム長さ検出器２７から検出されるブーム長さＬの所定時間毎の変化量からブーム伸縮速度Ｖが算出され、このブーム伸縮速度Ｖが最低速度Ｖｍ以上のときには、伸縮シリンダ７に伸縮シリンダ供給流量Ｑ７が得られるようにブーム作動制御バルブ２６の開度制御を行う。これにより、伸縮操作レバー２３からの操作信号とブーム作動制御バルブ２６のバルブ開度（すなわち伸縮シリンダ供給流量Ｑ７）との関係は、スティックスリップ現象が発生するブーム伸縮速度領域では伸縮シリンダ供給流量Ｑ７が０となるように、そしてスティックスリップ現象が発生しないブーム伸縮速度領域では比例関係となるように設定される。また、ブーム伸縮速度Ｖが最低速度Ｖｍ未満のときには、伸縮シリンダ供給流量Ｑ７の補正流量Ｑ７ａを、伸縮シリンダ供給流量Ｑ７に対して所定割合増加させるように算出する。そして、伸縮シリンダ７に補正流量Ｑ７ａが得られるようにブーム作動制御バルブ２６の開度制御を行って、ブーム伸縮速度Ｖが目標伸縮速度Ｖｏに達するようにする。
【００１９】
以上のようにして、コントローラ２５が算出した目標伸縮速度Ｖｏが所定最低速度Ｖｍ以下の場合、伸縮シリンダ７へ作動油の供給を行わないようにブーム作動制御バルブ２６を制御するので、最低速度Ｖｍをスティックスリップ現象が発生する速度とすれば、スティックスリップ現象が発生する速度領域でブーム５の伸縮作動が行われないため、スティックスリップ現象を防止することができる。一方、目標伸縮速度Ｖｏが最低速度Ｖｍを越える場合、ブーム伸縮速度Ｖが最低速度Ｖｍ未満の状態になると、伸縮シリンダ７への作動油の供給量を通常よりも所定割合増加させてブーム伸縮速度Ｖが目標伸縮速度Ｖｏに達するように制御されるため、より確実にスティックスリップ現象を防止することができる。また、目標伸縮速度Ｖｏが最低速度Ｖｍ以下の場合、ブーム作動制御バルブ２６に制御出力そのものを行わないため、より確実にスティックスリップ現象を防止することができる。
【００２０】
なお、当該例において、ブーム長さ検出器２７から検出されるブーム長さＬの所定時間毎の変化量からブーム伸縮速度Ｖを算出したが、これに限られるものではなく、伸縮シリンダ７へ供給される作動油の流量からブーム伸縮速度Ｖを算出してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コントローラが算出した目標伸縮速度が所定最低速度以下の場合、伸縮シリンダへ作動油の供給を行わないようにブーム作動制御バルブを制御するので、最低速度をスティックスリップ現象が発生する速度とすれば、スティックスリップ現象が発生する速度領域でブームの伸縮作動が行われないため、スティックスリップ現象を防止することができる。
【００２２】
また、ブームに設けられたブーム長さ検出手段により検出されたブームの長さの所定時間の変化量からブーム伸縮速度を算出し、ブーム伸縮速度が最低速度未満の場合には、伸縮シリンダへの作動油の供給量を増加させるようにブーム作動制御バルブを制御することで、ブーム伸縮速度が最低速度未満の状態になると、伸縮シリンダへの作動油の供給量を通常よりも増加させるように制御されるため、より確実にスティックスリップ現象を防止することができる。
【００２３】
さらに、目標伸縮速度が最低速度以下の場合には、ブーム作動制御バルブに制御出力をしないようにすることが好ましい。このようにすれば、コントローラが算出した目標伸縮速度が最低速度以下の場合、ブーム作動制御バルブに制御出力そのものを行わないため、より確実にスティックスリップ現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブーム作動制御装置を含む高所作業車の制御装置構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る高所作業車の斜視図である。
【図３】ブーム作動制御バルブのバルブ開度と起伏および旋回操作レバーの操作角との関係を示すグラフである。
【図４】ブーム作動制御バルブのバルブ開度と伸縮操作レバーの操作角との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２    車体
５    ブーム
７    伸縮シリンダ
９    作業台
２０  上部操作装置
２３  伸縮操作レバー（操作手段）
２５  コントローラ
２６  ブーム作動制御バルブ
２７  ブーム長さ検出器
３０  油圧ポンプ
Ｌ    ブーム長さ
Ｖ    ブーム伸縮速度
Ｖｍ  最低速度
Ｖｏ  目標伸縮速度
【図１】
0003787089.tif 000002
【図２】
0003787089.tif 000003
【図３】
0003787089.tif 000004
【図４】
0003787089.tif 000005