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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-11
(45)【発行日】2024-03-19
(54)【発明の名称】高所作業車の走行制御装置
(51)【国際特許分類】
   B66F 9/24 20060101AFI20240312BHJP
   B66F 9/06 20060101ALI20240312BHJP
   B66F 11/04 20060101ALI20240312BHJP
【FI】
B66F9/24 T
B66F9/06 B
B66F11/04
B66F9/24 F
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2020025334
(22)【出願日】2020-02-18
(65)【公開番号】P2021130523
(43)【公開日】2021-09-09
【審査請求日】2023-01-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000116644
【氏名又は名称】株式会社アイチコーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100092897
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 正悟
(74)【代理人】
【識別番号】100157417
【弁理士】
【氏名又は名称】並木 敏章
(74)【代理人】
【識別番号】100218095
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 一夫
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 充
(72)【発明者】
【氏名】青木 拓也
(72)【発明者】
【氏名】八重樫 耕
【審査官】長尾 裕貴
(56)【参考文献】
【文献】特開2014-069726(JP,A)
【文献】特開平11-208500(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B66F 9/24
B66F 9/06
B66F 11/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
操舵輪を備えて走行可能な走行体と、
前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、
前記旋回体に起伏自在に設けられたブームと、
前記ブームの先端部に設けられた作業者が搭乗可能な作業台と、
前記作業台に設けられ、前記作業台に搭乗した作業者により操作される操舵操作装置と、
前記操舵輪の操舵作動を行わせる操舵アクチュエータと、
前記操舵操作装置の操作に応じて前記操舵アクチュエータの作動を制御する操舵アクチュエータ制御装置と、を備えて構成される高所作業車の走行制御装置であって、
前記走行体の走行速度を示す速度指標値を検出する速度指標値検出装置を備え、
前記操舵アクチュエータ制御装置は、前記操舵操作装置の操作に応じた前記操舵アクチュエータの作動速度を、前記速度指標値検出装置により検出された速度指標値が増加するのに応じて遅くなるように補正することを特徴とする高所作業車の走行制御装置。
【請求項2】
前記操舵アクチュエータ制御装置は、前記速度指標値検出装置により検出された速度指標値が所定値未満であったときは、前記操舵操作装置の操作に応じた前記操舵アクチュエータの作動速度を補正しないことを特徴とする請求項1に記載の高所作業車の走行制御装置。
【請求項3】
前記操舵アクチュエータ制御装置は、前記操舵操作装置操作されている間、前記操舵アクチュエータの作動速度を、前記速度指標値検出装置により検出された速度指標値に応じた作動速度となるように制御することを特徴とする請求項に記載の高所作業車の走行制御装置。
【請求項4】
前記作業台に設けられ、前記作業台に搭乗した作業者により操作される走行操作装置と、
前記走行操作装置の操作に応じて前記走行体の走行速度を制御する走行速度制御装置と、を備え、
前記速度指標値検出装置は、前記走行操作装置の操作に基づいて前記速度指標値を検出することを特徴とする請求項1~のいずれかに記載の高所作業車の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブームの先端部に設けられた作業台上から走行操作を行うことが可能に構成された高所作業車の走行制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
高所作業車の一例として、車輪を有して走行可能な走行体と、その走行体上に水平旋回可能に設けられた旋回体と、その旋回体に起伏および伸縮可能に設けられたブームと、そのブームの先端部に旋回可能に支持された作業台とを備えた自走式の高所作業車が知られている。このような高所作業車には、例えば、特許文献1に記載されているように、。作業台に操作装置が設けられており、その操作装置を操作することにより、旋回体の旋回作動、ブームの起伏作動等および作業台の旋回(首振り)作動を行わせることが可能であるとともに、走行体を走行させることも可能に構成されている。また、操作装置には、上方に延びた中立状態から前後に傾倒操作可能な走行レバーと、左右に傾倒操作可能な操舵レバーとが設けられており、その走行レバーの傾倒操作に応じて車体を前進又は後退させるとともにその走行速度を制御し、操舵レバーの傾倒操作に応じて車輪の舵角を変位させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2001-180899号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載された自走式の高所作業車では、操舵輪の操舵角に応じて、車体の走行速度が、安全に旋回走行することができる走行速度(許容走行速度)以下となるように制限している。しかしながら、一般に、この種の自走式の高所作業車では、走行速度に関わらず常に一定の速度で舵角が変位するため、例えば走行体が比較的に高速で走行している場合、作業者の操舵操作に対して、走行体の進路変更が過敏に応答してしまい、走行体の走行に関する操作が容易とはいえない場合があり、ブーム先端に支持された作業台が急激に移動することにより、作業台に搭乗した作業者の乗り心地が悪くなるという問題があった。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、走行体の操作性を向上させることができる高所作業車の走行制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明に係る高所作業車の走行制御装置は、操舵輪を備えて走行可能な走行体と、前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、前記旋回体に起伏自在に設けられたブームと、前記ブームの先端部に設けられた作業者が搭乗可能な作業台と、前記作業台に設けられ、前記作業台に搭乗した作業者により操作される操舵操作装置(例えば、実施形態における操舵レバー72)と、前記操舵輪の操舵作動を行わせる操舵アクチュエータ(例えば、実施形態における操舵シリンダ66)と、前記操舵操作装置の操作に応じて前記操舵アクチュエータの作動を制御する操舵アクチュエータ制御装置(例えば、実施形態における舵角制御部52)と、を備えて構成される高所作業車の走行制御装置であって、前記走行体の走行速度を示す速度指標値を検出する速度指標値検出装置(例えば、実施形態における舵角制御部52)を備え、前記操舵アクチュエータ制御装置は、前記操舵操作装置の操作に応じた前記操舵アクチュエータの作動速度を、前記速度指標値検出装置により検出された速度指標値が増加するのに応じて遅くなるように補正するように構成される。
【0007】
なお、上記構成の高所作業車の走行制御装置において、前記操舵アクチュエータ制御装置は、前記速度指標値検出装置により検出された速度指標値が所定値未満であったときは、前記操舵操作装置の操作に応じた前記操舵アクチュエータの作動速度を補正しないことが好ましい。
【0008】
また、上記構成の高所作業車の走行制御装置において、好ましくは、前記操舵アクチュエータ制御装置は、前記操舵操作装置操作されている間、前記操舵アクチュエータの作動速度を、前記速度指標値検出装置により検出された速度指標値に応じた作動速度となるように制御する。
【0010】
さらに、上記構成の高所作業車の走行制御装置において、好ましくは、前記作業台に設けられ、前記作業台に搭乗した作業者により操作される走行操作装置(例えば、実施形態における走行操作レバー71)と、前記走行操作装置の操作に応じて前記走行体の走行速度を制御する走行速度制御装置(例えば、実施形態におけるコントローラ50)と、を備え、前記速度指標値検出装置は、前記走行操作装置の操作に基づいて前記速度指標値を検出する。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係る高所作業車の走行制御装置によれば、操舵アクチュエータ制御装置が、操舵操作装置の操作に応じた操舵アクチュエータの作動速度を、速度指標値検出装置により検出された速度指標値が増加するのに応じて遅くなるように補正する。これにより、作業者の操舵操作に対して、走行速度が大きい時などにおいて走行体の進路変更が過敏に応答するのを抑制することができ、その結果、走行体の操作性を向上させることができる。
【0012】
なお、上記構成の高所作業車の走行制御装置において、前記速度指標値検出装置により検出された速度指標値が所定値未満であったときに、前記操舵アクチュエータ制御装置が、操舵操作装置の操作に応じた操舵アクチュエータの作動速度を補正しないように構成するのが好ましい。走行体が低速走行しているときは、走行体の進路変更が過敏に応答するおそれがないので、従来通りの操舵制御を行うものである。
【0013】
さらに、上記構成の高所作業車の走行制御装置において、作業台に搭乗した作業者によって操作される走行操作装置を作業台に設け、この走行操作装置の操作に応じて走行体の走行速度を制御する走行速度制御装置を備え、速度指標値検出装置が、走行操作装置の操作に基づいて速度指標値を検出するように構成してもよい。この場合は、走行体の走行速度を測定するための計器を別途追加する必要がないので、製造コストや製造工程の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明に係る高所作業車の一例である自走式の高所作業車の側面図及び平面図である。
図2】上記高所作業車の作動制御構成を示すブロック図である。
図3】上記高所作業車の操舵制御構成の一部を示す油圧回路図である。
図4】上記高所作業車の走行操作レバーの操作量と舵角を変位させるための作動油の流量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係る高所作業車の一例として、図1に自走式の高所作業車1を示している。高所作業車1は、走行可能に構成された走行体10と、走行体10の上部に設けられ、水平方向に旋回可能な旋回体20と、旋回体20の上部に設けられ、起伏可能なブーム30と、ブーム30の先端部に設けられた作業台40とを備えて構成される。
【0016】
走行体10は、走行体フレーム11に回転自在に設けられた左右一対の操舵輪12(左操舵輪12L及び右操舵輪12R)と、左右一対の駆動輪13(左駆動輪13L及び右駆動輪13R)を有している。なお、図1(a)に示すように、走行体10は、図中、左方向への移動を前進とし、図中、右方向への移動を後退としている。左操舵輪12L及び右操舵輪12Rの操舵作動(舵角の変位作動)は、ステアリング装置60によって行われるように構成されている。ステアリング装置60は、走行体フレーム11にキングピン62によって枢結され、対応する操舵輪12を回転自在に支持するステアリングブラケット61と、キングピン62を軸としてステアリングブラケット61を回動させる力(延いては操舵輪12を操舵作動させる力)を伝達するためのナックルアーム63とを有している。
【0017】
ここで、ステアリングブラケット61、キングピン62及びナックルアーム63は、左操舵輪12L及び右操舵輪12Rに各々対応して設けられており、左操舵輪12L用のステアリングブラケット61、キングピン62及びナックルアーム63には、各名称の冒頭に「左」の文字を付すとともに各符号の末尾に「L」を付し、右操舵輪12R用のステアリングブラケット61、キングピン62及びナックルアーム63には、各名称の冒頭に「右」の文字を付すとともに各符号の末尾に「R」を付して表記する。なお、図1(b)においては、左ナックルアーム63Lが、後述する操舵シリンダ66及び操舵アーム67に隠れた状態になっている。
【0018】
左ナックルアーム63Lと右ナックルアーム63Rとは、タイロッド64によって連結されている。具体的には、タイロッド64の一方端が左連結ピン65Lによって左ナックルアーム63Lに回動自在に固定され、タイロッド64の他方端が右連結ピン65Rによって右ナックルアーム63Rに回動自在に固定されている。このように、左右のナックルアームがタイロッド64によって連結していることにより、各々のステアリングブラケットが連動して回動する(延いては操舵輪12の舵角が連動して変位する)ようになっている。
【0019】
さらに、左ステアリングブラケット61Lには、左右の操舵輪12の舵角を変位させる駆動源となる操舵シリンダ66と連結するための操舵アーム67が設けられ、操舵シリンダ66と操舵アーム67とがシリンダ連結ピン68によって連結される。これにより、操舵シリンダ66のロッドの伸縮に応じて、左キングピン62Lを軸に左ステアリングブラケット61Lが回動する。また、左ステアリングブラケット61Lの動きがタイロッド64を介して右ナックルアーム63Rに伝達され、左ステアリングブラケット61Lの動きに連動して右ステアリングブラケット61が右キングピン62Rを軸に回動する。図1(b)に示すステアリング装置60では、操舵シリンダ66のシリンダロッドが中立位置から伸長すると、作業台40から旋回体20の方向を見て、操舵輪12の舵角が中心線(図1(b)中、一点鎖線)から左方向に変位し、この状態で前進すると、走行体10の進行方向は右に曲がることになる。また、操舵シリンダ66のシリンダロッドが中立位置から収縮すると、作業台40から旋回体20の方向を見て、操舵輪12の舵角が中心線から右方向に変位し、この状態で前進すると、走行体10の進行方向は左に曲がることになる。
【0020】
走行体フレーム11の上部中央には旋回機構15が設けられ、旋回機構15によって、旋回体20を図1(b)の矢印アで示す方向に旋回させるように構成されている。旋回機構15は、走行体フレーム11に固定された外輪と、この外輪に係合し、旋回体20に固定された内輪と、旋回体20に設けられている各種アクチュエータ(後述する)に作動油を供給するためのロータリーセンタージョイント(図示略)とを有している。旋回体20の上部にはブーム30が設けられており、枢結ピン34を軸として図1(a)の矢印イで示す方向に回動自在(起伏自在)になっている。ブーム30は、旋回体20に枢結された基端ブーム31と、基端ブーム31に入れ子式に組み合わされた中間ブーム32と、先端ブーム33とを有し、これらブームを伸縮自在に構成されている。先端ブーム33の先端部には、枢結ピン33aにより垂直ポスト37が上下方向に揺動自在に設けられている。
【0021】
垂直ポスト37の上部には、枢結ピン37aを中心として、作業台40が図1(b)の矢印ウで示す方向に旋回自在(首振り自在)に設けられている。作業台40は、作業者Mが搭乗可能な略矩形状の作業床41と、その作業床41の周囲に立設された手摺り42とを有している。作業台40には、走行体10の走行制御やブーム30の作動制御等を行うための操作装置70が設けられている。
【0022】
次に、操作装置70の操作に基づいて、走行体10の走行制御や、旋回体20、ブーム30及び作業台40の作動制御を行う制御装置について、図2を参照して説明する。この制御装置は、走行体10、旋回体20、ブーム30及び作業台40を作動させる各種アクチュエータを制御するものであり、前述した作業台40に設けられている操作装置70と、上述した各種アクチュエータの駆動源として各種アクチュエータに作動油を供給する油圧ユニット80と、旋回体20に設けられ、操作装置70に設けられた各種操作レバーに対する操作に応じて油圧ユニット80から各種アクチュエータに供給する作動油を制御するコントローラ50とによって構成されている。
【0023】
高所作業車1が備えているアクチュエータには、走行体10を走行駆動するための走行駆動用アクチュエータと、旋回体20、ブーム30及び作業台40の動きを駆動するための上部駆動用アクチュエータとがある。本実施形態では、走行駆動用アクチュエータとして、走行体10を所定の速度範囲で前進又は後退させる走行アクチュエータと、操舵輪12の操舵作動をさせる操舵アクチュエータと、走行中の走行体10を制動する制動アクチュエータとを備えている。そして、図2に示す走行モータ16が走行アクチュエータに該当し、操舵シリンダ66が操舵アクチュエータに該当し、ブレーキシリンダ18が制動アクチュエータに該当する。また、上部駆動用アクチュエータとして、旋回モータ26、ブーム起伏シリンダ35、ブーム伸縮シリンダ36及び首振りモータ46を備えている。
【0024】
走行モータ16は、供給される作動油の油圧によって駆動されるモータ軸の回転を駆動輪13(図1参照)に伝達し、モータ軸を正転又は逆転することで、駆動輪13を正転又は逆転させ、これにより走行体10(図1参照)を前進又は後退させる。またモータ軸の回転速度を制御して、走行体10の走行速度を変化させる。ブレーキシリンダ18は、作動油の供給を受けていないときに、内蔵されたスプリングの力により走行モータ16のモータ軸の回転を制動ロックし、駆動輪13の回転を制動するネガティブブレーキである。操舵シリンダ66は、2つのポートを有する片ロッドシリンダであり、シリンダロッドの先端が操舵アーム67(図1(b)参照)に連結されており、このシリンダロッドの伸縮によって操舵輪12を操舵作動させる。
【0025】
旋回モータ26は旋回体20に設けられ、そのモータ軸の回転を、走行体フレーム11に固定された外輪と係合する内輪に伝達し、旋回モータ26を正転又は逆転させることで
、旋回体20を走行体10に対して時計回り又は反時計回りの方向(図1(b)矢印ア参照)に旋回させる。ブーム起伏シリンダ35は、旋回体20とブーム30の間に跨設され、シリンダロッドを伸縮させることで、枢結ピン34を軸として図1(a)矢印イの方向にブーム30を起伏させる。ブーム伸縮シリンダ36は、ブーム30内に設けられ、シリンダロッドを伸縮させることで、基端ブーム31に入れ子式に組み合わされた中間ブーム32及び先端ブーム33を伸縮させる。
【0026】
首振りモータ46は、作業台40に設けられ、供給される作動油の油圧によって駆動されるモータ軸の回転により、作業台40を垂直ポスト37に対して図1(b)の矢印ウの方向に旋回作動(首振り作動)を可能とする。さらに、先端ブーム33の先端部と垂直ポスト37との間には上側レベリングシリンダ(図示せず)が跨設されている。この上側レベリングシリンダは、基端ブーム31と旋回体20との間に跨設される下側レベリングシリンダ(図示せず)との間で油圧ホースによって閉回路が形成されており、下側レベリングシリンダの伸縮作動に応じて上側レベリングシリンダが伸縮作動されることにより、垂直ポスト37を先端ブーム33に対して上下揺動させてブーム30の起伏角度によらず常に作業台40の床面を水平な状態に保持するように構成されている。
【0027】
上述した各種アクチュエータを作動させる駆動源となる作動油を供給する油圧ユニット80は、旋回体20に設けられたエンジンEと、エンジンEによって駆動される油圧ポンプPと、作動油タンクTと、油圧ポンプPから各油圧アクチュエータに供給する作動油の供給方向および供給量を制御する制御バルブユニット85とを有している。制御バルブユニット85は、各油圧アクチュエータに対応して設けられた複数の制御バルブを有している。これら複数の制御バルブには、走行モータ16を駆動制御するための走行制御バルブV1と、ブレーキシリンダ18を制御するブレーキ制御バルブVと、操舵シリンダ66を制御する操舵方向切換バルブV3及び舵角速度制御バルブV4と、旋回制御バルブV5と、起伏制御バルブV6と、伸縮制御バルブV7と、首振り制御バルブV8とがある。
【0028】
図2に示す制御装置を構成する操作装置70は、走行体10の発進停止、前進後退及び走行速度の切り替え等を行う走行操作レバー71と、走行体10の舵取り操作(操舵輪12の操舵操作)を行う操舵レバー72と、旋回体20の旋回操作を行う旋回操作レバー73と、ブーム30の起伏および伸縮操作を行うブーム操作レバー74と、作業台40の首振り操作(旋回操作)を行う首振り操作レバー75とを有している。これらの各操作レバーは、非操作状態のときは、レバーの向きが垂直姿勢となる中立位置に位置し、この中立位置を基準に各操作レバーに応じて定められた方向へ傾倒操作可能に構成されている。また、コントローラ50は、上述した各操作レバーに対する傾倒操作に応じて、制御バルブユニット85内の各制御バルブを制御する。
【0029】
以下、各操作レバーに対する傾倒操作に応じた各制御バルブの制御について説明する。まず、走行操作レバー71は中立位置から前後方向に傾倒操作可能であり、走行操作レバー71が前方向に傾倒操作されたときは、コントローラ50は、走行体10がレバーの傾倒角度に応じた速度で前進するように、走行制御バルブV1によって走行モータ16へ供給する作動油の供給方向とその流量とを制御する。一方、走行操作レバー71が後方向に傾倒操作されたときは、走行モータ16へ供給する作動油の供給方向が、走行操作レバー71が前方向に傾倒操作されたときとは逆方向になるように走行制御バルブV1を制御し、かつ、走行制御バルブV1によって、レバーの傾倒角度に応じた速度で走行体10が後退するように作動油の流量を制御する。
【0030】
また、走行操作レバー71が中立状態から前後いずれかの方向に傾倒操作されると、コントローラ50は、ブレーキ制御バルブV2をオープン状態にしてブレーキシリンダ18へ作動油を供給する。これにより、走行モータ16のモータ軸において、制動ロック状態
が解除され、モータ軸が回転可能な状態となる。これに対して、走行操作レバー71が中立位置にあるとき、又は傾倒操作された状態から中立位置に復帰したときは、コントローラ50は、ブレーキ制御バルブV2をクローズ状態にしてブレーキシリンダ18への作動油の供給を停止させる。これにより、走行モータ16のモータ軸が制動ロック状態となり、駆動輪13の回転に制動をかける。
【0031】
操舵レバー72は、中立位置から左右方向に傾倒操作可能であり、コントローラ50は、操舵レバー72が左方向に傾倒操作された状態で走行体10が前進したときは左に曲がり、操舵レバー72が右方向に傾倒操作された状態で走行体10が前進したときは右に曲がるように、操舵輪12の舵角を変位させる。操舵輪12の舵角作動は、コントローラ50内の舵角制御部52が、操舵方向切換バルブV3及び舵角速度制御バルブV4を制御することで行われる。舵角制御部52による操舵方向切換バルブV3及び舵角速度制御バルブV4の制御内容については、後に詳しく説明する。
【0032】
旋回操作レバー73は、中立位置から左右方向に傾倒操作可能に構成され、コントローラ50は、操作レバーが右方向に傾倒操作された場合、図1(b)において旋回体20が時計回りに回転し、レバーが左方向に傾倒操作された場合、図1(b)において旋回体20が反時計回りに回転するように、旋回制御バルブV5のスプール移動方向およびバルブ開度を制御して、旋回モータ26を駆動する。ブーム操作レバー74は、中立位置から前後及び左右方向に傾倒操作可能に構成されており、ブーム操作レバー74が前後方向に傾倒操作された場合、コントローラ50は、起伏制御バルブV6のスプール移動方向を操作レバーの傾倒方向に応じて切り換えるとともに、所定のバルブ開度に制御して、ブーム起伏シリンダ35駆動させてブーム30を起伏作動させる。
【0033】
これに対して、ブーム操作レバー74が左右方向に傾倒操作されたときは、コントローラ50は、伸縮制御バルブV7のスプール移動方向を操作レバーの傾倒方向に応じて切り換えるとともに、所定のバルブ開度に制御して、ブーム伸縮シリンダ36を駆動させてブーム30を伸縮作動させる。首振り操作レバー75は、中立位置から左右方向に傾倒操作可能に構成され、コントローラ50は、操作レバーが右方向に傾倒操作された場合、作業台40が、図1(b)の矢印ウの方向において反時計回りに、かつ、操作レバーの傾倒角度に応じた角度を向くまで、首振り制御バルブV8のスプール移動方向およびバルブ開度を制御する。また、首振り操作レバー75が左方向に傾倒操作された場合、コントローラ50は、作業台40が、図1(b)の矢印ウの方向において時計回りに、かつ、操作レバーの傾倒角度に応じた角度を向くまで、首振り制御バルブV8のスプール移動方向およびバルブ開度を制御する。
【0034】
次に、舵角制御部52による操舵方向切換バルブV3及び舵角速度制御バルブV4の制御内容について、図3及び図4を参照して詳しく説明する。まず、図3を参照して、操舵シリンダ66の作動制御に係る部分の油圧回路について説明する。図3において、操舵方向切換バルブV3は4ポート3位置の方向切換弁であり、操舵方向切換バルブV3が何ら制御を受けていない状態におけるスプールの位置(以下、「ノーマル位置」という。)では、オールポートオープンとなっている。このとき、操舵シリンダ66のシリンダロッドの位置は、操舵輪12の舵角が直進方向となる位置(以下、「直進位置」ともいう。)になっている。なお、操舵シリンダ66と操舵方向切換バルブV3との間を接続する2本の油圧経路には、それぞれ保持弁(図示略)が設けられており、操舵方向切換バルブV3がオールポートオープンの状態になっても、操舵シリンダ66のシリンダロッドは、そのときの位置を保持する(すなわち、操舵輪12の舵角を現状のまま維持する)ように構成されている。
【0035】
この状態で、例えば、操舵レバー72が右方向に傾倒操作された場合、舵角制御部52
は、図中、左側のソレノイドを励磁してスプールをノーマル位置から右方向へ移動させ、Pポート(作動油の供給ポート)とAポートとの間が通じ、BポートとTポート(作動油が作動油タンクTに戻るポート)との間が通じる位置に切り換える。これにより、Pポートに供給された作動油は、Aポートから出力され、操舵シリンダ66のシリンダロッドを伸長する方向に移動させる。これに対して、操舵レバー72が右方向に傾倒操作された場合、舵角制御部52は、図中、右側のソレノイドを励磁してスプールをノーマル位置から左方向へ移動させ、PポートとBポートとの間が通じ、AポートとTポートとの間が通じる位置に切り換える。これにより、Pポートに供給された作動油は、Bポートから出力され、操舵シリンダ66のシリンダロッドを収縮する方向に移動させる。
【0036】
角速度制御バルブV4は、2ポート2位置の比例弁V4a及び4ポート2位置のパイロット切換弁V4bによって構成されている。比例弁V4aにおけるスプールのノーマル位置は、作動油の供給ポートと出力ポートの間がクローズ状態となっており、操舵レバー72が左右いずれかの方向に傾動操作されると、舵角制御部52は、スプールを図中、右方向に移動させ、走行操作レバー71の傾倒角度に応じて弁の開度を制御することで、比例弁V4aを通過する作動油の流量を制御する。
【0037】
パイロット切換弁V4bにおけるスプールのノーマル位置は、比例弁V4aの出力ポートと結合された第1の供給ポートP1とAポートとの間が通じ、油圧ポンプPから作動油が供給される第2の供給ポートP2とBポートとの間がクローズ状態となっている。そして、比例弁V4aのスプールがノーマル位置にあるときは、油圧ポンプPから供給された作動油が第2の供給ポートP2へ至る経路から分岐した作動油のパイロット圧により、スプールが図中、左方向へ移動して、第1の供給ポートP1とAポートとの間がクローズ状態となり、第2の供給ポートP2とBポートとの間が通じるようになる。
【0038】
これに対して、比例弁V4aのスプールがノーマル位置から図中、右方向へ移動して、比例弁V4aの出力ポートから作動油が出力されると、比例弁V4aの出力ポートとパイロット切換弁V4bの第1の供給ポートP1と間の経路から分岐した作動油のパイロット圧により、パイロット切換弁V4bのスプールが図中、右方向へ移動する。これにより、第1の供給ポートP1とAポートとの間が通じ、第2の供給ポートP2とBポートとの間がクローズ状態となる。
【0039】
なお、パイロット切換弁V4bにおいて、第1の供給ポートP1とAポートとの間がクローズ状態となり、第2の供給ポートP2とBポートとの間が通じているときは、油圧ポンプPから供給される作動油は、その他のアクチュエータ(旋回モータ26、ブーム起伏シリンダ35、ブーム伸縮シリンダ36及び首振りモータ46)を作動させるための経路へと出力される。また、パイロット切換弁V4bのBポートから出力される油圧経路と、作動油タンクTへの還流経路との間には、2ポート2位置のアンロードバルブVuが設けられている。
【0040】
このアンロードバルブVuのスプールがノーマル位置にあるときは、供給ポートと出力ポートとが通じた状態となっており、パイロット切換弁V4bのBポートから出力された作動油が、作動油タンクTへ還流するようになっている。また、旋回操作レバー73、ブーム操作レバー74又は首振り操作レバー75のいずれかが傾倒操作された場合は、舵角制御部52によって、パイロット切換弁V4bのスプールが図中、左方向に移動して、第1供給ポートP1からAポートへの作動油の通過は阻止するが、第2供給ポートP2からBポートへの作動油の通過は可能な状態となる。
【0041】
図3に示す油圧回路によれば、操舵レバー72が中立位置にあるときに、何らかの原因(例えば異物の混入など)によって比例弁V4aがオープン状態のまま制御不能な状態に
陥ってしまった場合は、操舵方向切換バルブV3のスプールがノーマル位置(オールポートオープン状態)になっていることにより、舵角速度制御バルブV4から供給される作動油がそのまま作動油タンクTへ還流する。したがって、このような状況でも操舵シリンダ66のシリンダロッドは変動しないため、操舵レバー72を操作していないにも関わらず、操舵輪12の舵角が変位してしまうことがない。
【0042】
また、操舵レバー72が中立位置にあるときに、何らかの原因によって操舵方向切換バルブV3のスプールが左右何れかの位置(すなわち、操舵シリンダ66に作動油が供給され得る状態)に留まったまま制御不能な状態に陥ってしまった場合は、比例弁V4aのスプールがノーマル位置になっていることにより、比例弁V4aの供給ポートと出力ポートとの間がクローズ状態になるとともに、油圧ポンプPから供給される作動油のパイロット圧によって、パイロット切換弁V4bのスプールがノーマル位置から図3中、左方向へ移動して、第1供給ポートP1とAポートとの間がクローズ状態になるととともに、油圧ポンプPから第2の供給ポートP2に供給された作動油が、そのままBポートから作動油タンクTへ還流することになる。
【0043】
したがって、操舵レバー72が中立位置にあるときに、操舵方向切換バルブV3又は舵角速度制御バルブV4の比例弁V4aが何らかの原因によってオープン状態のまま制御不能な状態になってしまった場合でも、操舵輪12の舵角が作業者の意図に反して変位することはない。
【0044】
次に操舵レバー72が傾倒操作されたときに、舵角速度制御バルブV4の比例弁V4aに対して舵角制御部52が行う制御内容について説明する。舵角制御部52は、操舵レバー72が中立位置から右方向又は左方向へ傾倒操作されると、走行体10の走行速度(より厳密には、走行体10の走行速度を示す指標値(速度指標値))に応じて比例弁V4aの開度を調節し、操舵方向切換バルブV3へ供給する作動油の流量を制御している。走行体10の速度指標値としては、例えば走行体10の走行速度を計測する計器を設け、その計器から出力される速度情報を速度指標値としてもよいが、本実施形態では、走行操作レバー71の傾斜角度を、走行体10の速度指標値として用いている。
【0045】
以下、図4に示すグラフを参照して走行操作レバー71の傾斜角度に応じた比例弁V4aの制御内容について説明する。図4に示すグラフは、横軸が走行操作レバー71の開度(操作量)を示し、縦軸が操舵方向切換バルブV3へ供給する作動油の流量(1分間あたりのリットル(L/min))を示している。また、図4(a)は、走行モードが低速モード
又は中速モードに設定されているときの走行操作レバー71の開度に対する比例弁V4aによる作動油の流量を示している。また、図4(b)は、走行モードが高速モードに設定されているときの走行操作レバー71の開度に対する比例弁V4aによる作動油の流量を示している。
【0046】
本実施形態では、低速モード、中速モード、高速モードという3つの走行モードを有しており、走行体10の最大走行速度は、各走行モードに対応する速度に制限されるようになっている。本実施形態では、低速モードが1.2km/h、中速モードが3.0km/h、高速モードが7.2km/hと定められている。これにより、走行操作レバー71の開度に応じて走行体10の走行速度が増していき、開度が100(%)のときに、走行体10の走行速度が、設定されている走行モードに対応する最大走行速度となるように制御される。なお、走行モードは、操作装置70に設けられた走行モード切替スイッチ(図示略)によって切り替えが可能になっている。
【0047】
まず、図4(a)に示すように、走行モードが低速モード又は中速モードに設定されている場合、舵角制御部52は、走行操作レバー71の開度によらず、操舵方向切換バルブ
V3に対する制御流量が一定になるように比例弁V4aを制御する。但し、操舵レバー72が右方向に傾倒操作されたときは制御流量を17.6(L/min)に制御し、操舵レバー
72が左方向に傾倒操作されたときは制御流量を12.6(L/min)に制御している。こ
れは操舵シリンダ66として片ロッドシリンダを採用した場合において、操舵輪12の舵角を右方向に変位させるときと、左方向に変位させるときとで、舵角の変位速度を一致させるためである。
【0048】
すなわち、片ロッドシリンダはその構造上、シリンダロッドを中立位置から伸長させる場合と、収縮させる場合とで、同じ距離だけ移動させるために要する作動油の体積が異なる。具体的には、シリンダロッドを収縮させる場合よりも伸長させる場合の方がより多くの作動油が必要となる。本実施形態では、操舵レバー72を右方向に傾倒操作すると、操舵シリンダ66が伸長し、これにより操舵輪12の舵角が前進方向(図1(a)参照)に対して左方向へ変位して、前進時に走行体10が右へ曲がることになる。これに対して、操舵レバー72を左方向に傾倒操作すると、操舵シリンダ66が収縮し、これにより操舵輪12の舵角が前進方向に対して右方向へ変位して、前進時に走行体10が左へ曲がることになる。したがって、操舵レバー72が左方向に傾倒操作されたときよりも、右方向に傾倒操作されたときに、より速い流量で操舵方向切換バルブV3(延いては操舵シリンダ66)に作動油を供給することで、操舵輪12の舵角の変位速度を左右方向で合わせることができる。これにより、操舵方向の違いによって舵角が所定の角度に達するまでの時間差を解消することができるので、走行体10の操作性を向上させることができる。
【0049】
次に、走行モードが高速モードに設定されている場合、舵角制御部52は、走行操作レバー71の開度に応じて操舵方向切換バルブV3に供給する作動油の流量を変化させる。具体的には、図4(b)のグラフに示すように、走行操作レバー71の開度が0%から20%の範囲では、低速モード及び中速モードと同じ制御流量となるように比例弁V4aの開度を制御する。すなわち、操舵レバー72が右方向に傾倒操作された場合は、制御流量を17.6(L/min)とし、操舵レバー72が左方向に傾倒操作されたときは制御流量を
12.6(L/min)とする。
【0050】
そして、走行操作レバー71の開度が20%から80%の範囲では、その開度に応じて制御流量が徐々に減少するように比例弁V4aの開度を補正する。具体的には、操舵レバー72が右方向に傾倒操作された場合は、制御流量が17.6~11.2(L/min)の範
囲内で、また、操舵レバー72が左方向に傾倒操作された場合は、制御流量が12.6~6.2(L/min)の範囲内で、走行操作レバー71の開度に応じて図4(b)のグラフに
示す制御流量となるように、比例弁V4aの開度を制御する。
【0051】
さらに、走行操作レバー71の開度が80%から100%の範囲では、操舵レバー72が右方向に傾倒操作された場合は、制御流量が11.2(L/min)で一定となるように比
例弁V4aの開度を制御し、操舵レバー72が左方向に傾倒操作されたときは制御流量が6.2(L/min)とで一定となるように比例弁V4aの開度を制御する。
【0052】
このように、舵角制御部52は、高速モードに設定されているときは、走行体10の走行速度が増加するにつれて操舵輪12の作動速度が遅くなるように補正するので、操舵レバー72の操作に対して、走行体10の進路変更が過敏に反応しないように抑制することができ、その結果、走行体10の操作性を向上させることができる。ただし、走行操作レバー71の開度が0%から20%の範囲内にあるときは、走行体10は低速で走行しており、走行体の進路変更が過敏に応答するおそれがない状態になっているため、操舵輪12の作動速度について上述した補正を行っていない。
【0053】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲であれば適宜改良可能である。例えば、本実施形態では、走行体10の走行制御を行うための走行駆動用アクチュエータとして、走行モータ16、操舵シリンダ66及びブレーキシリンダ18のように、油圧を駆動源とするアクチュエータを用いているが、これに限らず、電動機や内燃機関などの各種アクチュエータを用いてもよい。また、本実施形態では、操舵レバー72により操舵操作するようにしていたが、操舵ダイヤルにより操舵操作を行うようにしてもよい。さらに、上述の実施形態では、起伏、伸縮及び旋回動可能な伸縮式のブームを備えた高所作業車を例示して説明したが、例えば屈伸式のブーム等を備える高所作業車であってもよい。
【符号の説明】
【0054】
1 高所作業車
10 走行体
12 操舵輪
20 旋回体
30 ブーム
40 作業台
50 コントローラ
52 舵角制御部(速度指標値検出装置、操舵アクチュエータ制御装置)
66 操舵シリンダ(操舵アクチュエータ)
70 操作装置
71 走行操作レバー(走行操作装置)
72 操舵レバー(操舵操作装置)
図1
図2
図3
図4