JP3662160B2 - 高所作業車のレベリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体上に少なくとも起伏自在に配設されたブームの先端に上下に揺動自在に作業台支持部材が配設され、この作業台支持部材に取り付けられた作業台を水平に保持する高所作業車のレベリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高所作業車は作業台上に作業者を搭乗させた状態でブームを起伏、伸縮などさせて作業台を所望高所に移動させ、作業台上の作業者により架線作業等、種々の作業を行うために用いられる。作業台には作業者が搭乗するため、高所作業車においては通常、ブームの起伏に拘わらず作業台を常に水平に保持するレベリング装置が設けられる。このため、一般的には、ブームの先端に上下に揺動自在に作業台支持部材を取り付け、ブームの起伏作動に応じてレベリングシリンダにより作業台支持部材の揺動を制御し、作業台支持部材に支持された作業台を常に水平に保持するようにレベリング装置が構成される。このように作業台支持部材の揺動を制御するレベリングシリンダの作動を、ブームの起伏角、作業台の傾斜角等に応じてレベリングバルブにより作動油圧の供給を制御して行わせるように構成されたレベリング装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなレベリング装置を用いて作業台の水平保持を行わせる場合、レベリングシリンダに要求される軸力は作業台からの負荷（荷重）に対応し、作業台負荷が大きくなれば大きな軸力が必要となる。大きな軸力を得るためには、レベリングシリンダの径を大きくしたり、供給油圧を高くしたりすれば良いのであるが、供給油圧を高めるのは油圧ポンプおよびこれを駆動するエンジンのスペック変更に繋がるため難しく、作業台から加わる最大負荷に応じてレベリングシリンダサイズを設定する方が容易である。しかしながら、作業台からの最大負荷に応じてレベリングシリンダのサイズを設定したのでは、レベリングシリンダのサイズが大型化するという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、レベリングシリンダのサイズを大型化することなく作業台からの大きな負荷に対しても支障なくレベリング制御を行わせることができるような構成の高所作業車のレベリング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】
このような目的達成のため、本発明においては、ブームの先端に上下に揺動自在に配設された作業台支持部材を揺動させるレベリングシリンダと、このレベリングシリンダに作動油を供給する１つの油圧供給手段と、ブームの起伏に応じてレベリングシリンダへの油圧供給を制御して作業台を水平に保持させるレベリング制御バルブと、レベリング制御バルブを介してレベリングシリンダに供給される油圧を増幅させる油圧増幅装置とを備えて高所作業車のレベリング装置が構成される。そして、常時もしくは必要に応じて油圧供給手段からの油圧を油圧増幅装置により増幅してレベリングシリンダに供給させる。
【０００６】
このような構成のレベリング装置を用いれば、レベリングシリンダを大型化しなくても、所望のレベリング作動を行うことができる。例えば、作業台からレベリングシリンダに作用する負荷（荷重）が小さいときにはレベリングシリンダに供給する油圧は比較的小さくてよいため、油圧供給手段から直接油圧供給を行ってレベリング制御を行い、一方、作業台からレベリングシリンダに作用する負荷が大きいときにはレベリングシリンダに供給する油圧を油圧増幅装置により増幅してレベリング制御を行うことができる。これにより、レベリングシリンダを大型化しなくてもこのように増幅された油圧を用いて支障なくレベリング制御がなされる。このとき、油圧供給手段からの供給油圧は高圧である必要はなく、油圧ポンプおよびこれを駆動するエンジンのスペックを変更する必要もない。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、従来と同一スペックの油圧供給手段およびレベリングシリンダを用いて、従来より大きな作業台負荷に対してレベリング制御を行うことが可能となる。逆に言えば、従来と同一の作業台負荷に対して油圧供給手段のスペックを変更することなしにレベリングシリンダを小型化することができる。
【０００８】
また、作業台からレベリングシリンダに作用する負荷を検出する作業台負荷検出手段を設け、油圧増幅装置を油圧供給手段からレベリングシリンダに至るまでの油路中に配設された連続吐出型油圧ブースタ装置と、油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を迂回するバイパス油路と連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路とに切り替える作動切替バルブと、から構成することができる。この場合には、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下のときには作動切替バルブが油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を迂回するバイパス油路に切り替えることによってレベリングシリンダに油圧供給を行わせ、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときには作動切替バルブが油圧供給手段からのレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路に切り替えることによって作動油の油圧を連続吐出型油圧ブースタ装置により増幅してレベリングシリンダに供給させる。このように油圧供給手段からのレベリングシリンダまでの油路に連続吐出型油圧ブースタ装置を加えるだけで、従来より大きな作業台負荷に対するレベリング制御が可能となり、もしくは従来と同一の作業台負荷に対して従来より小型のレベリングシリンダを用いてレベリング制御が可能となる。
【０００９】
また、油圧増幅装置を、油圧供給手段からレベリングシリンダに至る油路中に配設されたポンプモータユニットと、このポンプモータユニットの回転軸に連結された回転軸を有するモータジェネレータユニットとから構成することもできる。この場合には、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下の時には油圧供給手段からレベリングシリンダに供給される油圧によりポンプモータユニットを回転させてモータジェネレータユニットにより発電を行わせる。一方、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときにはモータジェネレータユニットを駆動してポンプモータユニットにより油圧供給手段からの油圧を油圧供給手段からレベリングシリンダに至る油路上で増幅してレベリングシリンダに供給させる、ように作業台負荷検出からの信号により切替可能である。
【００１０】
このような構成のレベリング装置を用いれば、従来より大きな作業台負荷に対するレベリング制御、もしくは従来と同一の作業台負荷に対して従来より小型のレベリングシリンダを用いたレベリング制御が可能となるだけでなく、作業台負荷が小さなときにはモータジェネレータユニットによる発電（エネルギー回生）を行って省エネルギー化が可能となる。
【００１１】
【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面を参照して説明する。本発明に係るレベリング装置を備えた高所作業車を図２に示している。この高所作業車１０は、前部に運転キャビン１２を有したトラックベースの車体１１を有し、車体１１の後部に旋回台１３が設けられ、旋回台１３には入れ子式に構成されたブーム１４がフートピン１５により起伏自在に枢結されている。旋回台１３は旋回モータ１８により水平旋回が可能であり、ブーム１４は起伏シリンダ１６により起伏作動が可能であり、且つ内蔵の伸縮シリンダ１７により伸縮作動が可能になっている。
【００１２】
ブーム１４の先端には揺動自在に垂直ポスト（作業台支持部材）２０が取り付けられ、垂直ポスト２０の上には首振りモータ２２により水平旋回自在（首振り作動自在）に作業台２１が取り付けられている。レベリングシリンダ２３は、ブーム１４の起伏に拘わらず垂直ポスト２０を常に垂直に保持して作業台１２を水平に保つようにその作動が制御される（これについては後述する）。作業台１２にはここに搭乗した作業者が操作する操作レバー２７を有した上部操作装置２５が設けられている。旋回台１３にも作業者が操作する操作レバー２８を有した下部操作装置２６が設けられている。また、車体１１の前後左右四カ所に高所作業時に車体１１を持ち上げ支持するアウトリガジャッキ１９が設けられている。
【００１３】
このような構成の高所作業車１０により高所作業を行う場合には、ブーム１４が車体１１の上に倒伏して格納された状態で、例えば車体後部に設けられたジャッキ操作装置（図示せず）を操作してアウトリガジャッキ１９を下方に伸長作動させ、図２に示すように車体１１を持ち上げ支持させる。次に、下部操作装置２６もしくは上部操作装置２５を操作し、旋回台１の旋回作動、ブーム１４の起伏および伸縮作動等を行わせて作業台２１を所望高所に移動させ、作業台２１に搭乗した作業者により高所作業が行われる。
【００１４】
このように作業台２１を所望高所に移動させるときにブーム１４を起伏作動させた場合、レベリングシリンダ２３の伸縮を制御して作業台２１を常に水平に保持するレベリング制御が行われる。このレベリング制御を行うレベリング装置についてブーム１４の起伏制御系とともに図１を参照して説明する。
【００１５】
起伏シリンダ１６およびレベリングシリンダ２３はともにエンジンＥにより駆動される油圧ポンプＰから油圧供給を受けて作動される。起伏シリンダ１６は起伏制御バルブ３０により油圧供給が制御されて作動制御がなされ、レベリングシリンダ２３はレベリング制御（平衡制御）バルブ３５により油圧供給が制御されて作動制御がなされる。起伏制御バルブ３０およびレベリング制御バルブ３５はともにコントローラ４０からの制御信号を受けて作動制御がなされる。なお、レベリング制御バルブ３５からレベリングシリンダ２３に至る油路中に、連続吐出型油圧ブースタ装置６０とダブルパイロットチェックバルブ３８とが図示のように配設されている。
【００１６】
コントローラ４０は、上述した上部操作装置２５もしくは下部操作装置２６からの操作信号を受けて起伏制御バルブ３０の作動制御を行う。この結果、これら操作装置２５，２６の起伏操作レバーの操作に対応して起伏シリンダ１６が作動されてブーム１４の起伏作動が行われる。コントローラ４０には、作業台２１の傾斜を検出する傾斜検出器４３からの信号も入力されており、ブーム１４の起伏作動が行われるときに傾斜検出器４３からの検出信号に基づいて作業台２１が水平に保持されるようにレベリング制御バルブ３５に作動信号を出力する。この結果、ブーム１４の起伏に拘わらず作業台２１が常に水平になるようにレベリングシリンダ２３の作動制御が行われる。なお、傾斜検出器４３は、作業台２１の水平面に対する傾斜を直接検出するものでも良いが、ブーム１４の傾斜角などに基づいて車体１１に対する作業台２１の傾斜を検出するものでも良い。
【００１７】
コントローラ４０にはさらに、レベリングシリンダ２３のボトム側油室の油圧を検出して作業台２１からレベリングシリンダ２３に作用する負荷を検出する作業台負荷検出器４５からの検出信号も入力されている。なお、作業台負荷検出器はこれに限られず、レベリングシリンダ２３の軸力をロードセルなどにより検出するものでも良い。作業台負荷検出器４５により検出された負荷に応じてコントローラ４０は連続吐出型油圧ブースタ装置６０の作動を制御する。具体的には、この負荷が所定値を越えるときに油圧ブースタ装置６０を作動させるのであるが、まず、油圧ブースタ装置６０について、図３を参照して説明する。
【００１８】
この油圧ブースタ装置６０は、図１に示す４本の油路５２〜５５の間に図３に示すように繋がって配設される。油路５２と油路５４とは第１バイパス油路６１およびシャトルバルブ６２を介して繋がり、油路５３と油路５５とは第２バイパス油路６３を介して繋がる。このため、油圧ブースタ装置６０を作動させないときには、レベリング制御バルブ３５とレベリングシリンダ２３とはこれらバイパス油路６１，６３を介して直接繋がり、油圧ポンプＰからの供給油圧をそのまま用いてレベリング制御が行われる。
【００１９】
一方、油圧ブースタ装置６０は、コントローラ４０からの制御信号を受けて作動制御がなされる作動切換バルブ６５と、油圧増幅を行うブースタ機構７０とを基本構成とし、複動制御バルブ７８、複数のチェックバルブ７５等が図示のように配設されて構成され、ブースタ機構７０により増幅して作られた高圧油を油路８１からシャトルバルブ６２を介して油路５４に供給し、さらにレベリングシリンダ２３のボトム側油室内に供給する。
【００２０】
作動切換バルブ６５はコントローラ４０からの制御信号を受けてソレノイド６５ａを励磁して作動される。ブースタ機構７０は、左右シリンダ室７２，７３への作動油の供給を受けて往復動される複動ピストン７１と、この複動ピストン７１に一体に繋がったブースタピストン７１ａと、複動ピストン７１に連結されてこれと連動する複動制御バルブ７８とから構成される。なお、ブースタピストン７１ａはブースタシリンダ室７４内で往復動される。ブースタシリンダ室７４はチェックバルブ７５を介して油路８１に繋がる。
【００２１】
このような構成の油圧ブースタ装置６０において、レベリングシリンダ２３のボトム側油室内に高圧作動油を供給するときには、コントローラ４０からの制御信号により作動切換バルブ６５のソレノイド６５ａを励磁してこれを右動させ、油路５２を通って供給される作動油を油路８２ａを介してブースタ機構７０の左シリンダ室７２に供給させる。これにより複動ピストン７１はブースタピストン７１ａとともに右動し、ブースタシリンダ室７４から高圧作動油を油路８１に供給する。複動ピストン７１が右ストロークエンドまで移動するとこれに繋がる複動制御バルブ７８が切り換わり、油路５２からの作動油が油路８２ｂを介して右シリンダ室７３にも供給される。右シリンダ室７３の受圧面積は左シリンダ室７２の受圧面積より大きく、この差により複動ピストン７１は今度は左動される。このときブースタピストン７１ａも一緒に作動されるが、チェックバルブ７５の作用により油路８１に高圧を保持させたまま油路８２ｃからブースタシリンダ室７４に作動油が供給される。
【００２２】
複動ピストン７１が左ストロークエンドまで移動すると複動制御バルブ７８が切り換わり、作動油が油路８２ａを介して左シリンダ室７２に供給される状態のまま右シリンダ室７３が複動制御バルブ７８を介してドレンに繋がる。このため、油路８２ａからの作動油供給を受けて複動ピストン７１が再び右動される。以下、このようにして複動ピストン７１が連続的に往復動され、高圧作動油が油路８１に連続的に供給される。
【００２３】
以上のように油路５４からレベリングシリンダ２３に高圧作動油を供給することが可能な連続吐出型油圧ブースタ装置６０は、作業台負荷検出器４５により検出されたレベリングシリンダ２３の負荷が所定値を越えるときに、コントローラ４０からの制御信号を受けて作動される。すなわち、上記の構成のレベリング装置を用いれば、作業台負荷検出器４５により検出された負荷が所定値以下のときには油圧ポンプＰから連続吐出型油圧ブースタ装置６０を迂回してレベリングシリンダ２３に直接油圧供給を行わせてレベリング制御を行い、作業台負荷検出器４５により検出された負荷が所定値を越えるときには油圧ポンプＰからの油圧を連続吐出型油圧ブースタ装置６０により増幅してレベリングシリンダ２３に供給させてレベリング制御を行う。このため、作業台からの負荷が大きい場合でも、小径のレベリングシリンダ２３を用いて支障無くレベリング制御を行うことができる。
【００２４】
次に本発明の第２の実施形態に係るレベリング装置を図４に基づいて説明する。なお、この装置において図１に示したレベリング装置と同一部分には同一番号を付してその説明を省略する。このレベリング装置においても、レベリングシリンダ２３はレベリング制御バルブ３５により作動制御がなされるのであるが、油圧ポンプＰからレベリング制御バルブ３５に至る油路９１にポンプモータユニット９０が配設されている。このポンプモータユニット９０の回転軸はモータジェネレータユニット９５の回転軸と連結されている。
【００２５】
ポンプモータユニット９０は、油圧ポンプＰから油路９１を介して供給される油圧により回転駆動されてモータジェネレータ９５を回転させて発電を行わせる油圧モータとしての機能と、モータジェネレータ９５により駆動されて油路９１を介して油圧ポンプＰから供給される油圧を増幅してレベリング制御バルブ３５に供給する油圧ポンプとしての機能とを有する。このことから分かるように、モータジェネレータ９５は発電機としての作用と、電気モータとしての作用とを有する。
【００２６】
このレベリング装置においては、作業台負荷検出器４５により検出されたレベリングシリンダ２３の負荷が所定値以下のときには油圧ポンプＰからの作動油がポンプモータユニット９０を通ってこれを回転駆動しながらレベリング制御バルブ３５に供給される。すなわち、作業台負荷が小さいときには、油圧ポンプＰから得られる油圧をそのまま用いてレベリングシリンダ２３の作動制御が行われる。但し、このとき、ポンプモータユニット９０によりモータジェネレータ９５が回転駆動されて発電が行われ、バッテリ４７の充電が行われる。すなわち、エネルギー回生を行ってエンジンＥのエネルギーの有効利用（省エネルギー化）が図られる。
【００２７】
一方、作業台負荷検出器４５により検出された負荷が所定値を越えるときにはバッテリ４７からモータジェネレータ９５に通電してこれを電気モータとして機能させ、ポンプモータユニット９０を駆動して油路９１を介して油圧ポンプＰから供給される油圧を増幅してレベリング制御バルブ３５に供給する。この結果、作業台からの負荷が大きい場合でも、小径のレベリングシリンダ２３を用いて支障無くレベリング制御を行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、油圧増幅器により増幅した油圧を必要に応じてレベリングシリンダに供給させることができるので、例えば、作業台負荷が小さいときには１つの油圧供給手段からの油圧をそのままレベリングシリンダに供給し、作業台負荷が大きいときには油圧供給手段からの油圧を油圧増幅装置により増幅してレベリングシリンダに供給させる制御ができるので、レベリングシリンダを大型化しなくても、作業台からレベリングシリンダに作用する負荷（荷重）が小さいとき（所定値以下のとき）にも、大きいとき（所定値を越えるとき）にも支障なくレベリング制御を行わせることができる。すなわち、本発明によれば、従来と同一スペックの油圧供給手段およびレベリングシリンダを用いて、従来より大きな作業台負荷に対してレベリング制御を行うことが可能であり、逆に言えば、従来と同一の作業台負荷に対して油圧供給手段のスペックを変更することなしにレベリングシリンダを小型化することが可能である。
【００２９】
また、作業台負荷検出手段を設け、油圧増幅装置を油圧供給手段からレベリングシリンダに至るまでの油路中に配設された連続吐出型油圧ブースタ装置と、油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を迂回するバイパス油路と連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路とに切り替える作動切替バルブと、から構成することができる。この場合には、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下のときには作動切替バルブが油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を迂回するバイパス油路に切り替えることによってレベリングシリンダに油圧供給を行わせ、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときには作動切替バルブが油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路に切り替えることによって作動油の油圧を連続吐出型油圧ブースタ装置により増幅してレベリングシリンダに供給させる。このように連続吐出型油圧ブースタ装置を加えるだけで、従来より大きな作業台負荷に対するレベリング制御が可能となり、もしくは従来と同一の作業台負荷に対して従来より小型のレベリングシリンダを用いてレベリング制御が可能となる。
【００３０】
また、油圧増幅装置を、油圧供給手段からレベリングシリンダに至る油路中に配設されたポンプモータユニットと、このポンプモータユニットの回転軸に連結された回転軸を有するモータジェネレータユニットとから構成することもできる。この場合には、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下の時には油圧供給手段からレベリングシリンダに供給される油圧によりポンプモータユニットを回転させてモータジェネレータユニットにより発電を行わせる。一方、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときにはモータジェネレータユニットを駆動してポンプモータユニットにより油圧供給手段からの油圧を油圧供給手段からレベリングシリンダに至る油路上で増幅してレベリングシリンダに供給させる。
【００３１】
このような構成のレベリング装置を用いれば、従来より大きな作業台負荷に対するレベリング制御、もしくは従来と同一の作業台負荷に対して従来より小型のレベリングシリンダを用いたレベリング制御が可能となるだけでなく、作業台負荷が小さなときにはモータジェネレータユニットによる発電（エネルギー回生）を行って省エネルギー化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレベリング装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】本発明に係るレベリング装置を有した高所作業車の正面図である。
【図３】上記レベリング装置を構成する連続吐出型油圧ブースタ装置の構成を示す油圧回路図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るレベリング装置の構成を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１４ ブーム
１６ 起伏シリンダ
２１ 作業台
２３ レベリングシリンダ
３０ 起伏制御バルブ
３５ レベリング制御バルブ
４０ コントローラ
４３ 傾斜検出器
４５ 作業台負荷検出器
６０ 連続吐出型油圧ブースタ装置
６５ 作動切換バルブ
７０ ブースタ機構
７８ 複動制御バルブ
９０ ポンプモータユニット
９５ モータジェネレータ
Ｐ 油圧ポンプ
Ｅ エンジン
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体上に少なくとも起伏自在に配設されたブームの先端に上下に揺動自在に作業台支持部材が配設され、この作業台支持部材に取り付けられた作業台を水平に保持する高所作業車のレベリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高所作業車は作業台上に作業者を搭乗させた状態でブームを起伏、伸縮などさせて作業台を所望高所に移動させ、作業台上の作業者により架線作業等、種々の作業を行うために用いられる。作業台には作業者が搭乗するため、高所作業車においては通常、ブームの起伏に拘わらず作業台を常に水平に保持するレベリング装置が設けられる。このため、一般的には、ブームの先端に上下に揺動自在に作業台支持部材を取り付け、ブームの起伏作動に応じてレベリングシリンダにより作業台支持部材の揺動を制御し、作業台支持部材に支持された作業台を常に水平に保持するようにレベリング装置が構成される。このように作業台支持部材の揺動を制御するレベリングシリンダの作動を、ブームの起伏角、作業台の傾斜角等に応じてレベリングバルブにより作動油圧の供給を制御して行わせるように構成されたレベリング装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなレベリング装置を用いて作業台の水平保持を行わせる場合、レベリングシリンダに要求される軸力は作業台からの負荷（荷重）に対応し、作業台負荷が大きくなれば大きな軸力が必要となる。大きな軸力を得るためには、レベリングシリンダの径を大きくしたり、供給油圧を高くしたりすれば良いのであるが、供給油圧を高めるのは油圧ポンプおよびこれを駆動するエンジンのスペック変更に繋がるため難しく、作業台から加わる最大負荷に応じてレベリングシリンダサイズを設定する方が容易である。しかしながら、作業台からの最大負荷に応じてレベリングシリンダのサイズを設定したのでは、レベリングシリンダのサイズが大型化するという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、レベリングシリンダのサイズを大型化することなく作業台からの大きな負荷に対しても支障なくレベリング制御を行わせることができるような構成の高所作業車のレベリング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】
このような目的達成のため、本発明においては、ブームの先端に上下に揺動自在に配設された作業台支持部材を揺動させるレベリングシリンダと、このレベリングシリンダに作動油を供給する１つの油圧供給手段と、ブームの起伏に応じてレベリングシリンダへの油圧供給を制御して作業台を水平に保持させるレベリング制御バルブと、レベリング制御バルブを介してレベリングシリンダに供給される油圧を増幅させる油圧増幅装置とを備えて高所作業車のレベリング装置が構成される。そして、常時もしくは必要に応じて油圧供給手段からの油圧を油圧増幅装置により増幅してレベリングシリンダに供給させる。
【０００６】
このような構成のレベリング装置を用いれば、レベリングシリンダを大型化しなくても、所望のレベリング作動を行うことができる。例えば、作業台からレベリングシリンダに作用する負荷（荷重）が小さいときにはレベリングシリンダに供給する油圧は比較的小さくてよいため、油圧供給手段から直接油圧供給を行ってレベリング制御を行い、一方、作業台からレベリングシリンダに作用する負荷が大きいときにはレベリングシリンダに供給する油圧を油圧増幅装置により増幅してレベリング制御を行うことができる。これにより、レベリングシリンダを大型化しなくてもこのように増幅された油圧を用いて支障なくレベリング制御がなされる。このとき、油圧供給手段からの供給油圧は高圧である必要はなく、油圧ポンプおよびこれを駆動するエンジンのスペックを変更する必要もない。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、従来と同一スペックの油圧供給手段およびレベリングシリンダを用いて、従来より大きな作業台負荷に対してレベリング制御を行うことが可能となる。逆に言えば、従来と同一の作業台負荷に対して油圧供給手段のスペックを変更することなしにレベリングシリンダを小型化することができる。
【０００８】
また、作業台からレベリングシリンダに作用する負荷を検出する作業台負荷検出手段を設け、油圧増幅装置を油圧供給手段からレベリングシリンダに至るまでの油路中に配設された連続吐出型油圧ブースタ装置と、油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を迂回するバイパス油路と連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路とに切り替える作動切替バルブと、から構成することができる。この場合には、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下のときには作動切替バルブが油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を迂回するバイパス油路に切り替えることによってレベリングシリンダに油圧供給を行わせ、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときには作動切替バルブが油圧供給手段からのレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路に切り替えることによって作動油の油圧を連続吐出型油圧ブースタ装置により増幅してレベリングシリンダに供給させる。このように油圧供給手段からのレベリングシリンダまでの油路に連続吐出型油圧ブースタ装置を加えるだけで、従来より大きな作業台負荷に対するレベリング制御が可能となり、もしくは従来と同一の作業台負荷に対して従来より小型のレベリングシリンダを用いてレベリング制御が可能となる。
【０００９】
また、油圧増幅装置を、油圧供給手段からレベリングシリンダに至る油路中に配設されたポンプモータユニットと、このポンプモータユニットの回転軸に連結された回転軸を有するモータジェネレータユニットとから構成することもできる。この場合には、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下の時には油圧供給手段からレベリングシリンダに供給される油圧によりポンプモータユニットを回転させてモータジェネレータユニットにより発電を行わせる。一方、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときにはモータジェネレータユニットを駆動してポンプモータユニットにより油圧供給手段からの油圧を油圧供給手段からレベリングシリンダに至る油路上で増幅してレベリングシリンダに供給させる、ように作業台負荷検出からの信号により切替可能である。
【００１０】
このような構成のレベリング装置を用いれば、従来より大きな作業台負荷に対するレベリング制御、もしくは従来と同一の作業台負荷に対して従来より小型のレベリングシリンダを用いたレベリング制御が可能となるだけでなく、作業台負荷が小さなときにはモータジェネレータユニットによる発電（エネルギー回生）を行って省エネルギー化が可能となる。
【００１１】
【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面を参照して説明する。本発明に係るレベリング装置を備えた高所作業車を図２に示している。この高所作業車１０は、前部に運転キャビン１２を有したトラックベースの車体１１を有し、車体１１の後部に旋回台１３が設けられ、旋回台１３には入れ子式に構成されたブーム１４がフートピン１５により起伏自在に枢結されている。旋回台１３は旋回モータ１８により水平旋回が可能であり、ブーム１４は起伏シリンダ１６により起伏作動が可能であり、且つ内蔵の伸縮シリンダ１７により伸縮作動が可能になっている。
【００１２】
ブーム１４の先端には揺動自在に垂直ポスト（作業台支持部材）２０が取り付けられ、垂直ポスト２０の上には首振りモータ２２により水平旋回自在（首振り作動自在）に作業台２１が取り付けられている。レベリングシリンダ２３は、ブーム１４の起伏に拘わらず垂直ポスト２０を常に垂直に保持して作業台１２を水平に保つようにその作動が制御される（これについては後述する）。作業台１２にはここに搭乗した作業者が操作する操作レバー２７を有した上部操作装置２５が設けられている。旋回台１３にも作業者が操作する操作レバー２８を有した下部操作装置２６が設けられている。また、車体１１の前後左右四カ所に高所作業時に車体１１を持ち上げ支持するアウトリガジャッキ１９が設けられている。
【００１３】
このような構成の高所作業車１０により高所作業を行う場合には、ブーム１４が車体１１の上に倒伏して格納された状態で、例えば車体後部に設けられたジャッキ操作装置（図示せず）を操作してアウトリガジャッキ１９を下方に伸長作動させ、図２に示すように車体１１を持ち上げ支持させる。次に、下部操作装置２６もしくは上部操作装置２５を操作し、旋回台１の旋回作動、ブーム１４の起伏および伸縮作動等を行わせて作業台２１を所望高所に移動させ、作業台２１に搭乗した作業者により高所作業が行われる。
【００１４】
このように作業台２１を所望高所に移動させるときにブーム１４を起伏作動させた場合、レベリングシリンダ２３の伸縮を制御して作業台２１を常に水平に保持するレベリング制御が行われる。このレベリング制御を行うレベリング装置についてブーム１４の起伏制御系とともに図１を参照して説明する。
【００１５】
起伏シリンダ１６およびレベリングシリンダ２３はともにエンジンＥにより駆動される油圧ポンプＰから油圧供給を受けて作動される。起伏シリンダ１６は起伏制御バルブ３０により油圧供給が制御されて作動制御がなされ、レベリングシリンダ２３はレベリング制御（平衡制御）バルブ３５により油圧供給が制御されて作動制御がなされる。起伏制御バルブ３０およびレベリング制御バルブ３５はともにコントローラ４０からの制御信号を受けて作動制御がなされる。なお、レベリング制御バルブ３５からレベリングシリンダ２３に至る油路中に、連続吐出型油圧ブースタ装置６０とダブルパイロットチェックバルブ３８とが図示のように配設されている。
【００１６】
コントローラ４０は、上述した上部操作装置２５もしくは下部操作装置２６からの操作信号を受けて起伏制御バルブ３０の作動制御を行う。この結果、これら操作装置２５，２６の起伏操作レバーの操作に対応して起伏シリンダ１６が作動されてブーム１４の起伏作動が行われる。コントローラ４０には、作業台２１の傾斜を検出する傾斜検出器４３からの信号も入力されており、ブーム１４の起伏作動が行われるときに傾斜検出器４３からの検出信号に基づいて作業台２１が水平に保持されるようにレベリング制御バルブ３５に作動信号を出力する。この結果、ブーム１４の起伏に拘わらず作業台２１が常に水平になるようにレベリングシリンダ２３の作動制御が行われる。なお、傾斜検出器４３は、作業台２１の水平面に対する傾斜を直接検出するものでも良いが、ブーム１４の傾斜角などに基づいて車体１１に対する作業台２１の傾斜を検出するものでも良い。
【００１７】
コントローラ４０にはさらに、レベリングシリンダ２３のボトム側油室の油圧を検出して作業台２１からレベリングシリンダ２３に作用する負荷を検出する作業台負荷検出器４５からの検出信号も入力されている。なお、作業台負荷検出器はこれに限られず、レベリングシリンダ２３の軸力をロードセルなどにより検出するものでも良い。作業台負荷検出器４５により検出された負荷に応じてコントローラ４０は連続吐出型油圧ブースタ装置６０の作動を制御する。具体的には、この負荷が所定値を越えるときに油圧ブースタ装置６０を作動させるのであるが、まず、油圧ブースタ装置６０について、図３を参照して説明する。
【００１８】
この油圧ブースタ装置６０は、図１に示す４本の油路５２〜５５の間に図３に示すように繋がって配設される。油路５２と油路５４とは第１バイパス油路６１およびシャトルバルブ６２を介して繋がり、油路５３と油路５５とは第２バイパス油路６３を介して繋がる。このため、油圧ブースタ装置６０を作動させないときには、レベリング制御バルブ３５とレベリングシリンダ２３とはこれらバイパス油路６１，６３を介して直接繋がり、油圧ポンプＰからの供給油圧をそのまま用いてレベリング制御が行われる。
【００１９】
一方、油圧ブースタ装置６０は、コントローラ４０からの制御信号を受けて作動制御がなされる作動切換バルブ６５と、油圧増幅を行うブースタ機構７０とを基本構成とし、複動制御バルブ７８、複数のチェックバルブ７５等が図示のように配設されて構成され、ブースタ機構７０により増幅して作られた高圧油を油路８１からシャトルバルブ６２を介して油路５４に供給し、さらにレベリングシリンダ２３のボトム側油室内に供給する。
【００２０】
作動切換バルブ６５はコントローラ４０からの制御信号を受けてソレノイド６５ａを励磁して作動される。ブースタ機構７０は、左右シリンダ室７２，７３への作動油の供給を受けて往復動される複動ピストン７１と、この複動ピストン７１に一体に繋がったブースタピストン７１ａと、複動ピストン７１に連結されてこれと連動する複動制御バルブ７８とから構成される。なお、ブースタピストン７１ａはブースタシリンダ室７４内で往復動される。ブースタシリンダ室７４はチェックバルブ７５を介して油路８１に繋がる。
【００２１】
このような構成の油圧ブースタ装置６０において、レベリングシリンダ２３のボトム側油室内に高圧作動油を供給するときには、コントローラ４０からの制御信号により作動切換バルブ６５のソレノイド６５ａを励磁してこれを右動させ、油路５２を通って供給される作動油を油路８２ａを介してブースタ機構７０の左シリンダ室７２に供給させる。これにより複動ピストン７１はブースタピストン７１ａとともに右動し、ブースタシリンダ室７４から高圧作動油を油路８１に供給する。複動ピストン７１が右ストロークエンドまで移動するとこれに繋がる複動制御バルブ７８が切り換わり、油路５２からの作動油が油路８２ｂを介して右シリンダ室７３にも供給される。右シリンダ室７３の受圧面積は左シリンダ室７２の受圧面積より大きく、この差により複動ピストン７１は今度は左動される。このときブースタピストン７１ａも一緒に作動されるが、チェックバルブ７５の作用により油路８１に高圧を保持させたまま油路８２ｃからブースタシリンダ室７４に作動油が供給される。
【００２２】
複動ピストン７１が左ストロークエンドまで移動すると複動制御バルブ７８が切り換わり、作動油が油路８２ａを介して左シリンダ室７２に供給される状態のまま右シリンダ室７３が複動制御バルブ７８を介してドレンに繋がる。このため、油路８２ａからの作動油供給を受けて複動ピストン７１が再び右動される。以下、このようにして複動ピストン７１が連続的に往復動され、高圧作動油が油路８１に連続的に供給される。
【００２３】
以上のように油路５４からレベリングシリンダ２３に高圧作動油を供給することが可能な連続吐出型油圧ブースタ装置６０は、作業台負荷検出器４５により検出されたレベリングシリンダ２３の負荷が所定値を越えるときに、コントローラ４０からの制御信号を受けて作動される。すなわち、上記の構成のレベリング装置を用いれば、作業台負荷検出器４５により検出された負荷が所定値以下のときには油圧ポンプＰから連続吐出型油圧ブースタ装置６０を迂回してレベリングシリンダ２３に直接油圧供給を行わせてレベリング制御を行い、作業台負荷検出器４５により検出された負荷が所定値を越えるときには油圧ポンプＰからの油圧を連続吐出型油圧ブースタ装置６０により増幅してレベリングシリンダ２３に供給させてレベリング制御を行う。このため、作業台からの負荷が大きい場合でも、小径のレベリングシリンダ２３を用いて支障無くレベリング制御を行うことができる。
【００２４】
次に本発明の第２の実施形態に係るレベリング装置を図４に基づいて説明する。なお、この装置において図１に示したレベリング装置と同一部分には同一番号を付してその説明を省略する。このレベリング装置においても、レベリングシリンダ２３はレベリング制御バルブ３５により作動制御がなされるのであるが、油圧ポンプＰからレベリング制御バルブ３５に至る油路９１にポンプモータユニット９０が配設されている。このポンプモータユニット９０の回転軸はモータジェネレータユニット９５の回転軸と連結されている。
【００２５】
ポンプモータユニット９０は、油圧ポンプＰから油路９１を介して供給される油圧により回転駆動されてモータジェネレータ９５を回転させて発電を行わせる油圧モータとしての機能と、モータジェネレータ９５により駆動されて油路９１を介して油圧ポンプＰから供給される油圧を増幅してレベリング制御バルブ３５に供給する油圧ポンプとしての機能とを有する。このことから分かるように、モータジェネレータ９５は発電機としての作用と、電気モータとしての作用とを有する。
【００２６】
このレベリング装置においては、作業台負荷検出器４５により検出されたレベリングシリンダ２３の負荷が所定値以下のときには油圧ポンプＰからの作動油がポンプモータユニット９０を通ってこれを回転駆動しながらレベリング制御バルブ３５に供給される。すなわち、作業台負荷が小さいときには、油圧ポンプＰから得られる油圧をそのまま用いてレベリングシリンダ２３の作動制御が行われる。但し、このとき、ポンプモータユニット９０によりモータジェネレータ９５が回転駆動されて発電が行われ、バッテリ４７の充電が行われる。すなわち、エネルギー回生を行ってエンジンＥのエネルギーの有効利用（省エネルギー化）が図られる。
【００２７】
一方、作業台負荷検出器４５により検出された負荷が所定値を越えるときにはバッテリ４７からモータジェネレータ９５に通電してこれを電気モータとして機能させ、ポンプモータユニット９０を駆動して油路９１を介して油圧ポンプＰから供給される油圧を増幅してレベリング制御バルブ３５に供給する。この結果、作業台からの負荷が大きい場合でも、小径のレベリングシリンダ２３を用いて支障無くレベリング制御を行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、油圧増幅器により増幅した油圧を必要に応じてレベリングシリンダに供給させることができるので、例えば、作業台負荷が小さいときには１つの油圧供給手段からの油圧をそのままレベリングシリンダに供給し、作業台負荷が大きいときには油圧供給手段からの油圧を油圧増幅装置により増幅してレベリングシリンダに供給させる制御ができるので、レベリングシリンダを大型化しなくても、作業台からレベリングシリンダに作用する負荷（荷重）が小さいとき（所定値以下のとき）にも、大きいとき（所定値を越えるとき）にも支障なくレベリング制御を行わせることができる。すなわち、本発明によれば、従来と同一スペックの油圧供給手段およびレベリングシリンダを用いて、従来より大きな作業台負荷に対してレベリング制御を行うことが可能であり、逆に言えば、従来と同一の作業台負荷に対して油圧供給手段のスペックを変更することなしにレベリングシリンダを小型化することが可能である。
【００２９】
また、作業台負荷検出手段を設け、油圧増幅装置を油圧供給手段からレベリングシリンダに至るまでの油路中に配設された連続吐出型油圧ブースタ装置と、油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を迂回するバイパス油路と連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路とに切り替える作動切替バルブと、から構成することができる。この場合には、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下のときには作動切替バルブが油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を迂回するバイパス油路に切り替えることによってレベリングシリンダに油圧供給を行わせ、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときには作動切替バルブが油圧供給手段からレベリングシリンダまでの油路を連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路に切り替えることによって作動油の油圧を連続吐出型油圧ブースタ装置により増幅してレベリングシリンダに供給させる。このように連続吐出型油圧ブースタ装置を加えるだけで、従来より大きな作業台負荷に対するレベリング制御が可能となり、もしくは従来と同一の作業台負荷に対して従来より小型のレベリングシリンダを用いてレベリング制御が可能となる。
【００３０】
また、油圧増幅装置を、油圧供給手段からレベリングシリンダに至る油路中に配設されたポンプモータユニットと、このポンプモータユニットの回転軸に連結された回転軸を有するモータジェネレータユニットとから構成することもできる。この場合には、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下の時には油圧供給手段からレベリングシリンダに供給される油圧によりポンプモータユニットを回転させてモータジェネレータユニットにより発電を行わせる。一方、作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときにはモータジェネレータユニットを駆動してポンプモータユニットにより油圧供給手段からの油圧を油圧供給手段からレベリングシリンダに至る油路上で増幅してレベリングシリンダに供給させる。
【００３１】
このような構成のレベリング装置を用いれば、従来より大きな作業台負荷に対するレベリング制御、もしくは従来と同一の作業台負荷に対して従来より小型のレベリングシリンダを用いたレベリング制御が可能となるだけでなく、作業台負荷が小さなときにはモータジェネレータユニットによる発電（エネルギー回生）を行って省エネルギー化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレベリング装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】本発明に係るレベリング装置を有した高所作業車の正面図である。
【図３】上記レベリング装置を構成する連続吐出型油圧ブースタ装置の構成を示す油圧回路図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るレベリング装置の構成を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１４ ブーム
１６ 起伏シリンダ
２１ 作業台
２３ レベリングシリンダ
３０ 起伏制御バルブ
３５ レベリング制御バルブ
４０ コントローラ
４３ 傾斜検出器
４５ 作業台負荷検出器
６０ 連続吐出型油圧ブースタ装置
６５ 作動切換バルブ
７０ ブースタ機構
７８ 複動制御バルブ
９０ ポンプモータユニット
９５ モータジェネレータ
Ｐ 油圧ポンプ
Ｅ エンジン
Claims (2)
- 車体上に少なくとも起伏自在に配設されたブームと、前記ブームの先端に上下に揺動自在に配設された作業台支持部材と、前記作業台支持部材に取り付けられた作業台とを有した高所作業車のレベリング装置であって、
作動油供給を受けて伸縮作動されて前記ブームに対して前記作業台支持部材を揺動させるレベリングシリンダと、
前記レベリングシリンダに作動油を供給する１つの油圧供給手段と、
前記ブームの起伏に応じて前記油圧供給手段から前記レベリングシリンダへの油圧供給を制御し、前記ブームの起伏に拘わらず前記作業台を水平に保持させるレベリング制御バルブと、
前記レベリング制御バルブを介して前記レベリングシリンダに供給される油圧を増幅させる油圧増幅装置と、
前記作業台から前記レベリングシリンダに作用する負荷を検出する作業台負荷検出手段とを備え、
前記油圧増幅装置が、前記油圧供給手段から前記レベリングシリンダに至るまでの油路中に配設される連続吐出型油圧ブースタ装置と、前記油圧供給手段から前記レベリングシリンダまでの油路を前記連続吐出型油圧ブースタ装置を迂回するバイパス油路と前記連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路とに切り替える作動切替バルブと、から構成され、
さらに、前記作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下のときには前記作動切替バルブが前記油圧供給手段から前記レベリングシリンダまでの油路を前記バイパス油路に切り替えることによって前記レベリングシリンダに油圧供給を行わせ、前記作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときには前記作動切替バルブが前記油圧供給手段から前記レベリングシリンダまでの油路を前記連続吐出型油圧ブースタ装置を通過する油路に切り替えることによって作動油の油圧を前記連続吐出型油圧ブースタ装置により増幅して前記レベリングシリンダに供給させるようにすることを特徴とする高所作業車のレベリング装置。 - 車体上に少なくとも起伏自在に配設されたブームと、前記ブームの先端に上下に揺動自在に配設された作業台支持部材と、前記作業台支持部材に取り付けられた作業台とを有した高所作業車のレベリング装置であって、
作動油供給を受けて伸縮作動されて前記ブームに対して前記作業台支持部材を揺動させるレベリングシリンダと、
前記レベリングシリンダに作動油を供給する１つの油圧供給手段と、
前記ブームの起伏に応じて前記油圧供給手段から前記レベリングシリンダへの油圧供給を制御し、前記ブームの起伏に拘わらず前記作業台を水平に保持させるレベリング制御バルブと、
前記レベリング制御バルブを介して前記レベリングシリンダに供給される油圧を増幅させる油圧増幅装置と、
前記作業台から前記レベリングシリンダに作用する負荷を検出する作業台負荷検出手段とを備え、
前記油圧増幅装置が、前記油圧供給手段から前記レベリングシリンダに至る油路中に配設されたポンプモータユニットと、前記ポンプモータユニットの回転軸に連結された回転軸を有するモータジェネレータユニットとからなり、前記作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値以下の時には前記油圧供給手段から前記レベリングシリンダに供給される油圧により前記ポンプモータユニットを回転させて前記モータジェネレータユニットにより発電を行わせ、前記作業台負荷検出手段により検出された負荷が所定値を越えるときには前記モータジェネレータユニットを駆動して前記ポンプモータユニットにより前記油圧供給手段からの油圧を前記油圧供給手段から前記レベリングシリンダに至る油路上で増幅して前記レベリングシリンダに供給させる、ように前記作業台負荷検出からの信号により切替可能なことを特徴とする高所作業車のレベリング装置。
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