(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者の操作により、作業装置を作動させるためのアクチュエータの作動方向および作動速度を制御する比例制御バルブへ作動信号を出力し、操作に応じた方向および速度で前記アクチュエータを作動させる操作装置であって、
操作レバーを有し、この操作レバーの操作量に対応して操作信号を発生させるレバー操作信号発生装置と、
前記操作信号が前記操作レバーの中立位置から最大操作位置までの操作量に比例して予め設定された許容範囲（０〜Ｖａ）内で発生するように構成されており、前記操作信号が前記許容範囲内にあるか否かを判定する範囲判定手段と、
前記操作信号が前記許容範囲内にあることが判定された場合には、前記操作信号を出力し、前記操作信号が前記許容範囲を超えた値（Ｖｂ：Ｖｂ＞Ｖａ）であることが判定された場合には、前記操作レバーの操作量に拘らず予め前記許容範囲内における所定値（Ｖｃ：０＜Ｖｃ＜Ｖａ）として設定された安全信号を出力する選択信号出力手段と、
前記選択信号出力手段から出力された信号に対応して前記制御バルブへ作動信号を出力する作動信号出力手段とからなることを特徴とする操作装置。
【請求項２】
前記安全信号が、操作に対して前記アクチュエータを急激に作動させることなく予め設定されたゆっくりとした安全な所定速度で作動させる信号であることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業者による操作に応じて作動信号を出力し、この作動信号に応じた速度でアクチュエータを作動させる操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
概してこのような操作装置は、操作レバーを有しこの操作レバーの操作により操作信号を出力するレバー操作信号発生装置と、このレバー操作信号発生装置から出力される操作信号に対応して作業装置へ作動信号を出力するコントローラとから構成されている。
この種の操作装置では、レバー操作信号発生装置は、操作レバーの操作により操作方向に応じた操作方向信号および操作量に応じた操作量信号の２つの信号を出力し、コントローラは、この２つの入力信号に対応した作動信号を作業装置へ出力するように構成されることが多い。このように構成された操作装置によれば、操作レバーの操作方向に対応した方向および操作レバーの操作量に応じた速度で作業装置を作動させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レバー操作信号発生装置において、配線に接続不良、断線等が発生して配線状態が正常でなくなった場合に操作が行われると、その操作量が僅かでもこれをほぼ最大操作したときと同じ程度の大きな操作量信号がコントローラに入力されるおそれがある。このような場合、この大きな操作量信号に対応して作動信号がコントローラから出力されるため、操作量に拘わらず作業装置が最大速度で作動することになり、作業装置を所望作動させることが困難になるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、レバー操作信号発生装置において配線に接続不良、断線等が生じた場合にも、作業装置を所望作動させることが可能な操作装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、本発明の操作装置は、作業者の操作により、作業装置を作動させるためのアクチュエータの作動方向および作動速度を制御する比例制御バルブへ作動信号を出力し、操作に応じた方向および速度でアクチュエータを作動させる操作装置であり、操作レバーを有しこの操作レバーの操作量に対応して操作信号を発生させるレバー操作信号発生装置と、操作信号が操作レバーの中立位置から最大操作位置までの操作量に比例して予め設定された許容範囲（０〜Ｖａ）内で発生するように構成されており、操作信号が許容範囲内にあるか否かを判定する範囲判定手段と、操作信号が許容範囲内にあることが判定された場合には、操作信号を出力し、操作信号が許容範囲を超えた値（Ｖｂ：Ｖｂ＞Ｖａ、Ｖｂは実施形態における断線電圧値Ｖｂ）であることが判定された場合には、操作レバーの操作量に拘らず予め許容範囲内における所定値（Ｖｃ：０＜Ｖｃ＜Ｖａ、Ｖｃは実施形態における電圧値Ｖｓ）として設定された安全信号を出力する選択信号出力手段と、選択信号出力手段から出力された信号に対応して制御バルブへ作動信号を出力する作動信号出力手段とから構成される。
【０００６】
このような構成によれば、レバー操作信号発生装置に異常がなく許容範囲内に収まる操作信号が出力される場合には、レバー操作信号発生装置から出力される操作信号に対応して比例制御バルブへ作動信号が出力され、操作レバーの操作方向および操作量に対応してアクチュエータが作動する。
【０００７】
一方、レバー操作信号発生装置に異常があり許容範囲を超える過大な操作信号がレバー操作信号発生装置から出力される場合には、安全信号に対応して比例制御バルブへ作動信号が出力され、アクチュエータが操作レバーの操作方向および安全信号に対応する予め設定された所定速度、すなわち操作に対して急激に作動することなくゆっくりとした安全な速度で作動する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図を参照して説明する。図２には、本発明の操作装置を備える高所作業車の構成を示している。この高所作業車は、車体１上に旋回自在な旋回台２を有し、この旋回台２に起伏自在にブーム３（作業装置）が取り付けられている。このブーム３は、入れ子式に伸縮自在な基端ブーム３ａ、中間ブーム３ｂおよび先端ブーム３ｃからなり、基端ブーム３ａが旋回台に枢支されて起伏自在となっている。ブーム３は、旋回台２に接続された旋回モータ（図示せず）により旋回作動され、旋回台２と基端ブーム３ａとの間に配設された起伏シリンダ４により起伏作動され、内部に配設された伸縮シリンダ５により伸縮作動される。先端ブーム３ｃの先端には上下に揺動自在に垂直ポスト６が取り付けられており、この垂直ポスト６に作業台７が取り付けられている。作業台７には作業者が搭乗するため、垂直ポスト６はレベリング機構により常時垂直となるように保持され、その結果、作業台は常時水平に保持される。
【０００９】
作業台７には、操作レバー１１を有するレバー操作信号発生装置１０が配設されている。操作レバー１１は、前後左右に傾斜操作可能となっており、通常は、作業者が操作レバー１１を前側に操作したときに操作量に応じた速度でブーム３を起仰作動させ、後側に操作したときに操作量に応じた速度で倒伏作動させる。右側に操作したときに操作量に応じた速度で縮小作動させ、左側に操作したときに操作量に応じた速度で伸長作動させる。
【００１０】
具体的には、ブーム３の作動は、操作レバー１１の操作によりレバー操作信号発生装置１０から出力された起伏または伸縮操作信号に対応して、起伏シリンダ４、伸縮シリンダ５の作動方向および作動速度を制御する各比例制御バルブへコントローラ３０（図３参照）から作動信号を出力し、これらアクチュエータの作動を制御して行われるようになっている。なお、作業台７には、他にブーム３を旋回作動させるためのレバー操作信号発生装置（図示せず）等も設けられており、コントローラ３０は、これらレバー操作信号発生装置から出力された操作信号にも対応して、旋回モータ等の各アクチュエータの比例制御バルブへ作動信号を出力する。
【００１１】
これらレバー操作信号発生装置およびコントローラ３０が、本発明の操作装置を構成しており、以下、図３を参照してその詳細な構成を説明する。なお、各レバー操作信号発生装置における操作信号発生構成は同様であるため、レバー操作信号発生装置の構成については、起伏・伸縮操作信号を出力するレバー操作信号発生装置１０において伸縮操作信号を出力する部分を例に説明する。
【００１２】
図に示すように、レバー操作信号発生装置１０は、一端がコントローラ３０に繋がり、他端がそれぞれ右および左スイッチ端子１２ｂ，１２ｃに繋がった右および左作動検出ライン２１，２２を有する。これら両ライン２１，２２はそれぞれ、抵抗２１ａ，２２ａを介して＋１０Ｖの電圧を有する電源ライン１５ｂ，１５ｃに繋がる。
【００１３】
これら右および左スイッチ端子１２ｂ，１２ｃの間に操作レバー１１の操作に応じて移動されるスイッチ体１２ａが位置している。スイッチ体１２ａはライン２３を介してアース部材に接続されており、操作レバー１１が右操作されるとスイッチ体１２ａは右スイッチ端子１２ｂに接続されて右作動検出ライン２１をアース接続させ、操作レバー１１が左操作されるとスイッチ体１２ａは左スイッチ端子１２ｃに接続されて左作動検出ライン２２をアース接続させる。
【００１４】
このため、操作レバー１１が中立位置のときには両ライン２１，２２の出力はＬＯＷであるが、操作レバー１１が右操作されると右作動検出ライン２１のみがＨＩＧＨとなり、右作動検出ライン２１からコントローラ３０にＨＩＧＨ信号（以下、操作方向信号という）が送られる。一方、操作レバー１１が左操作されると左作動検出ライン２２のみがＨＩＧＨとなり、左作動検出ライン２２からコントローラ３０にＨＩＧＨ信号（同様に以下、操作方向信号という）が送られる。
【００１５】
この装置はさらに、＋１０Ｖの電源１５ａとアース部材との間にライン２６ａ，２６ｂ，２５を介して並列に配設された左右一対の可変抵抗１３ｂ，１３ｃを有している。操作レバー１１の操作に応じて両可変抵抗１３ｂ，１３ｃの出力端子に繋がる検出端子１３ａも有しており、この検出端子１３ａに信号出力ライン２７が繋がっている。このため、操作レバー１１が中立位置のときには、検出端子１３ａはアースライン２５に接続し、操作レバー１１が右操作されると右可変抵抗１３ｂの出力端子に繋がって検出端子１３ａは右可変抵抗１３ｂの出力端子としての役割を果たし、操作レバー１１が左操作されると左可変抵抗１３ｃの出力端子に繋がって左可変抵抗１３ｃの出力端子としての役割を果たす。
【００１６】
なお、操作レバー１１の左右操作の操作量に応じて左右可変抵抗１３ｂ，１３ｃの出力端子位置が移動し、電源側ライン２６ａ，２６ｂと検出端子１３ａの間の抵抗が連続的に変化する。このため、信号出力ライン２７から取り出される電圧信号（以下、操作量信号という）Ｖは、操作レバー１１の操作量（傾動角θ：但し、操作レバー１１が中立位置でθ＝０）に比例して、図４に示すように０〜Ｖa の間で変化する。信号出力ライン２７はオペアンプからなるバッファ１８およびライン２８を介してコントローラ３０に繋がり、この電圧信号Ｖはコントローラ３０に入力される。
【００１７】
ここで、信号出力ライン２７から取り出される操作量信号Ｖは、通常は、上述したように操作レバー１１の操作量に比例したものとなるが、アースライン２５が断線した場合には、電源ライン１５ａの電圧に近い大きな電圧値（以下、断線電圧値という）Ｖb （図４参照）となる。電源側ライン２６ａ，２６ｂにはそれぞれ抵抗１４ａ，１４ｂが設けられており、この抵抗１４ａ，１４ｂの抵抗値を所定値に設定することにより、上述の通常時において信号出力ライン２７から取り出される操作量信号Ｖの最大値Ｖa は、断線電圧値Ｖb よりも小さくなるようになっている。なお、厳密には、断線電圧値Ｖb は操作レバー１１の操作量により若干変化するため、抵抗１４ａ，１４ｂの抵抗値は、操作量信号Ｖの最大値Ｖa が断線電圧値Ｖb の最小値よりも小さくなるような値に設定される。
【００１８】
コントローラ３０は、通常は、左右作動検出ライン２１，２２から出力される操作方向信号および信号出力ライン２７から取り出されライン２８から出力される操作量信号Ｖの２つの信号に応じて作動信号を出力して伸縮シリンダ５の作動を制御し、操作レバー１１の右操作に対して、操作量に応じた速度でブーム３を縮小作動させ、左操作に対して、操作量に応じた速度で伸長作動させる。
【００１９】
一方、上述したように、アースライン２５に断線があると断線電圧値Ｖb の操作量信号Ｖが入力されるため、この操作量信号Ｖに応じて作動信号を出力したのでは、操作レバー１１を僅かに操作しただけで最大操作したときよりも大きな作動信号が出力され、ブーム３が通常の最大速度以上の速度で伸縮作動することになる。このため、このような場合には、ブーム３を予め設定された所定速度で作動させることが可能な所定電圧値の作動信号、すなわち操作レバー１１を操作したときに、ブーム３を急激に作動させることなくゆっくりと安全に作動させることが可能な所定電圧値の作動信号を出力する。
【００２０】
以下、このようなコントローラ３０の具体的な構成について、図１を加えて説明する。コントローラ３０は、記憶部３１、範囲判定部３２、出力判定部３３、演算部３４からなり、記憶部３１には、操作量信号Ｖの許容範囲３１ａおよび安全値３１ｂが予め設定され、記憶されている。ここで、許容範囲３１ａには、例えば、上述の通常時において信号出力ライン２７から取り出される０〜Ｖa の電圧信号の範囲が設定される。安全値３１ｂには、上述のアースライン２５に断線があった場合に出力される作動信号、すなわち操作レバー１１を操作したときに、ブーム３を急激に作動させることなくゆっくりと安全に作動させることが可能な作動信号に対応する所定操作量信号電圧値Ｖs （図４参照）が設定される。
【００２１】
右または左作動検出ライン２１，２２から出力されるレバー操作信号発生装置１０からの操作方向信号は、演算部３４に入力される。また、信号出力ライン２７（図３参照）から取り出されライン２８を介して出力される操作量信号Ｖは、範囲判定部３２および出力判定部３３に入力される。
【００２２】
範囲判定部３２は、操作量信号Ｖが入力されると、記憶部３１から許容範囲３１ａを読み出し、入力された操作量信号Ｖが許容範囲３１ａ内にあるか否かを判定し、その判定信号を出力判定部３３へ出力する。
【００２３】
出力判定部３３は、操作量信号Ｖが許容範囲３１ａ内にあることを判定信号が示している場合には、ライン２８から入力された操作量信号Ｖをそのまま演算部３４へ出力する。一方、操作量信号Ｖが許容範囲３１ａ外にあることを判定信号が示している場合には、記憶部３１から安全値３１ｂを読み出し、この安全値３１ｂに設定された電圧値Ｖs の操作量信号（安全信号）Ｖを演算部３４へ出力する。
【００２４】
演算部３４は、右または左作動検出ライン２１，２２から入力されたレバー操作信号発生装置１０からの操作方向信号および出力判定部３３から入力された操作量信号Ｖに対応して、伸縮シリンダ５の作動方向および作動速度を制御する比例制御バルブ５ａへ作動信号を出力し、伸縮シリンダ５の作動方向および作動速度を制御する。
【００２５】
次に、このコントローラ３０の作動について、まずアースライン２５に断線のない通常時の場合から説明する。この場合、操作レバー１１の操作に応じた操作量信号Ｖが、ライン２８を介して範囲判定部３２に入力される。操作量信号Ｖの出力範囲は許容範囲３１ａに一致しており、操作量信号Ｖは許容範囲３１ａ内にあるので、操作量信号Ｖが許容範囲３１ａ内にあることが判定され、出力判定部３３からは、ライン２８から入力された操作量信号Ｖがそのまま出力される。そして、演算部３４において、この操作量信号Ｖおよび操作方向信号に対応して伸縮シリンダ５の作動が制御され、操作方向に応じた方向および操作量に応じた速度でブーム３が伸縮作動する。
【００２６】
一方、アースライン２５に断線が生じた場合に操作が行われると、ほぼ電源ライン１５ａの電圧に近い大きな断線電圧値Ｖb の操作量信号Ｖがライン２８を介して範囲判定部３２に入力される。許容範囲３１ａは操作量信号Ｖの範囲に一致しており、この断線電圧値Ｖb は操作量信号Ｖの最大値Ｖa よりも大きく、許容範囲３１ａ外にあるので、範囲判定部３２において操作量信号Ｖが許容範囲３１ａ外にあることが判定され、出力判定部３３から安全値３１ｂに設定された電圧値Ｖs となる操作量信号Ｖが出力される。そして、演算部３４において、この操作量信号Ｖおよび操作方向信号に対応して作動信号が出力され、伸縮シリンダ５の作動が制御され、操作方向に応じた方向で、操作量に関係なくゆっくりとした安全な速度でブーム３が伸縮作動する。
【００２７】
以上、レバー操作信号発生装置については、起伏・伸縮操作信号を出力するレバー操作信号発生装置１０において伸縮操作信号を出力する部分を例に説明したが、このレバー操作信号発生装置１０において起伏操作信号を出力する部分および他のレバー操作信号発生装置においても、同様に操作方向信号および操作量信号が出力され、これらがコントローラ３０に入力する。これらにおいても、通常時における操作量信号の範囲は同様に０〜Ｖa となっており、断線電圧値もＶb となっている。そして、上記と同様に、これらから出力される操作量信号が許容範囲３１ａ内にある場合には、コントローラ３０からは、操作方向信号および入力されたままの操作量信号に対応して作動信号が出力され、操作方向に応じた方向および操作量に応じた速度で各アクチュエータが作動する。また、これらから出力される操作量信号が許容範囲３１ａ外にある場合には、コントローラ３０からは、操作方向信号および安全値３１ｂに設定された電圧値となる操作量信号が出力され、操作方向に応じた方向で、操作量に関係なくゆっくりとした安全な速度で各アクチュエータが作動する。
【００２８】
以上説明したように、本発明の操作装置では、通常時における操作量信号の範囲よりも大きな操作量信号が入力された場合には、安全値に設定された電圧値となる操作量信号に応じた速度となるように各アクチュエータの作動が制御されるので、レバー操作信号発生装置１０において配線に接続不良、断線等が生じても、ブーム３等を急激に作動させることなくゆっくりとした速度で安全に所望作動させることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の操作装置によれば、レバー操作信号発生装置から発生された操作信号が、予め設定された許容範囲外にある場合には、予め設定された安全信号に対応して作動信号が出力されるので、レバー操作信号発生装置に異常があり、過大な操作信号がレバー操作信号発生装置から出力される場合でも、操作に対してアクチュエータを、急激に作動させることなくゆっくりとした安全な所定速度で所望作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の操作装置のコントローラの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の操作装置を備える高所作業車の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の操作装置構成を有する操作装置の構成を、特にレバー操作信号発生装置１０の構成を詳細に示す回路図である。
【図４】図３の操作装置における操作レバー１１の操作量θとレバー操作信号発生装置１０から出力される操作量信号Ｖとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
３  ブーム（作業装置）
４  起伏シリンダ（アクチュエータ）
５  伸縮シリンダ（アクチュエータ）
５ａ  比例制御バルブ
１０  レバー操作信号発生装置
１１  操作レバー
３０  コントローラ
３２  範囲判定部（範囲判定手段）
３３  出力判定部（選択信号出力手段）
３４  演算部（作動信号出力手段）
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
0003740259.tif 000005