JP3117902B2 - 高所作業車の作業範囲規制装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自走可能な車体上に、
起伏等の作動が自在なブームが配設されて構成される高
所作業車等に関する。

【０００２】

【従来技術】高所作業車は、一般に、走行自在な車体上
に、旋回、起伏、伸縮等が自在なブームが設けられ、こ
のブームの先端に作業台が設けられる。このような高所
作業車を用いての作業にあっては、ブームを作動し作業
台を任意の高所位置に移動した後に、作業台に搭乗して
いる作業者が所望の作業を行う。

【０００３】このような高所作業車においては、常に、
車体から作業台の位置する方向へ、車体を転倒しようと
するモーメント（以下「転倒モーメント」と称する）が
作用している。作業台が所望の高所位置に移動されると
き、ブームの伸長作動等に応じて、この転倒モーメント
は変化する。このような転倒モーメントに抗して車体を
安定支持するために、高所作業車の前後左右には、車体
を地面に対して支持して車体の安定を図るジャッキ装置
が配設されるのが一般的である。

【０００４】ここで、ブームの作動に応じて変化する転
倒モーメントが車体の安定性を脅かさないように、ジャ
ッキ接地時等、各々の状態でブームの作動がある範囲内
に規制して転倒防止を図るが一般的である。このような
転倒防止手段として、転倒モーメントが許容値を越えな
いように予め定められたブーム作動範囲内においてブー
ムの作動を許容し、この範囲を越えるブームの作動を規
制する作動範囲規制がある。

【０００５】従来の転倒防止手段としては、さらに、実
際の作業台荷重を測定して転倒モーメントを求め、この
転倒モーメントが所定値を越えないように規制するもの
もあり、この場合には、ブーム先端部に配設された作業
台への荷重、すなわち作業者の体重差、積載される工具
等に応じて変化する転倒モーメントが許容値を越えない
ように、ブームの起伏、伸縮作動等を規制している。す
なわち、作業台の積載荷重に応じてブームの作動範囲を
規制する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の高所
作業車においては、作業台が傾いた場合に、作業台への
正確な垂直荷重値が得られないため、実荷重よりも小さ
な測定荷重値に応じた作業範囲にてブーム作動が規制さ
れていた。このため、ブーム作動がこの測定荷重値に対
応した作業範囲内に規制されたとしても、転倒モーメン
トが所定値を越えてしまう可能性があり、車体の安定性
が損なわれる恐れがあった。さらに、作業台の荷重検出
器が故障してしまった場合には、積載荷重に見合った正
しい作業範囲の選択が不可能となるため、ブームの作動
が意図されたようには規制されず、車体の安定性を脅か
していた。

【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、作業台の傾倒、あるいは荷重検知器の作
動不良、破損により車体の安定性を損なうことのない高
所作業車の作業範囲規制装置を提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】このような目
的達成のため、本発明に係る高所作業装置の作業範囲規
制装置は、車体上に起伏、伸縮作動等が自在に配設され
たブームと、このブーム先端に配設された作業者搭乗用
の作業台と、この作業台に加えられる実荷重を検出する
荷重検出手段と、ブームの作動量を検出して作業台の位
置を検出する作業台位置検出手段と、作業台に加わる荷
重に応じて作業台の移動可能範囲を定めた複数の荷重対
応作業範囲のデータおよび作業台に加えることができる
最大許容荷重よりも小さな基準荷重に基づいて作業台の
移動可能範囲を定めた基準作業範囲のデータが記憶され
た記憶手段と、作業台位置検出手段により求められた実
作業台位置が、基準作業範囲を超えるブームの作動およ
び上記複数の荷重対応作業範囲のうちの荷重検出手段に
より検出された実荷重に対応する荷重対応作業範囲を超
えるブームの作動を規制する作動規制手段とを備えて構
成される。

【０００９】この場合において、基準作業範囲は、最大
許容荷重が加えられた状態で作業台を移動させるとき
に、車体に作用する転倒モーメントに対する安定度が
１．０を越える範囲となるように設定される。すなわ
ち、基準作業範囲は、作業台に最大許容荷重よりも小さ
な基準荷重を加えた場合での作業台の移動可能範囲であ
るが、最大許容荷重を加えた状態の作業台を基準作業範
囲内で移動させたとしても安定度が１．０以上となるよ
うな範囲である。

【００１０】

【作用】本発明の高所作業車の作業範囲規制装置によれ
ば、荷重検出手段により作業台に加えられた実荷重が検
出され、作業台位置検出手段によりブーム先端の作業台
の位置が求められる。作動規制手段は、この求められた
実作業台位置が、荷重検出手段により検出された実荷重
に対応する荷重対応作業範囲を越えるブーム作動を規制
し、且つ、実作業台位置が基準作業範囲を越えるブーム
の作動をも規制する。

【００１１】基準作業範囲を設けたことにより、荷重検
出手段により正確な荷重検出が得られず作業台荷重に基
づく規制ができないような場合においても、実作業台位
置が、基準作業範囲と対照されるので、少なくとも基準
作業範囲外へのブームの作動は規制される。

【００１２】本発明では、上述のように、基準作業範囲
は、作業台に最大許容荷重よりも小さな基準荷重を加え
た場合での作業台の移動可能範囲であり、作業台に最大
許容荷重が加えられたときには前記荷重対応作業範囲を
超えるようなことも発生し得るが、この基準作業範囲
は、作業台に最大許容荷重を加えたとしても安定度が
１．０以上となるような範囲に設定されており、高所作
業車の転倒は避けることができる。すなわち、荷重検出
手段の検出が不正確となっても、基準作業範囲内での作
動を許容してある程度の作業を確保でき、且つこの基準
作業範囲内では安定度が１．０を下回ることがないの
で、安全な作業が可能である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図を
参照して説明する。図１には、本発明に係る作業範囲規
制装置を有した高所作業車１０が示されている。この高
所作業車１０は、概略、車体部とブーム部と作業台とか
ら構成される。車体部は、主に、駆動車輪を有する自走
可能な車体１１からなり、この車体１１の前後左右に
は、伸長、接地することにより作業時に車体１１を安定
支持するアウトリガジャッキ１５が設けられている。

【００１４】車体１１上には、内蔵モータ（図示せず）
により回動自在な旋回台１２が配設されている。この旋
回台１２上端部にブーム１３が支軸１２ａにより枢支さ
れ、旋回台１２からブーム１３へ起伏シリンダ１４が係
着されている。この起伏シリンダ１４によりブーム１３
は起伏作動が自在であり、ブーム１３の傾斜は支軸１２
ａ近くに設けられた起伏角度検出器（図示せず）により
検出される。また、ブーム１３は、基端ブーム部材１３
ａ、中間ブーム部材１３ｂ及び先端ブーム部材１３ｃが
入子式に組まれたもので、ブーム内に配設された伸縮シ
リンダ（図示せず）により伸縮作動が自在である。この
ブームの伸縮量はブーム内に配設された長さ検出器（図
示せず）により検出される。

【００１５】先端ブーム部材１３ｃの先端部には、垂直
ポスト１６が枢支されており、この垂直ポスト１６は、
ブーム１３の起伏状態に拘わらず、レベリングシリンダ
１７により常に地面に対し垂直に保たれる。垂直ポスト
１６には、水平旋回自在に作業台１８がアーム１８ａを
介して取り付けられている。垂直ポスト１６が常に垂直
に保たれることにより、作業台１８の底部が常に車体１
１に対して水平に保たれ、作業台１８に搭乗した作業者
が快適に所望の作業を行える。また、垂直ポスト１６の
ハブとアーム１８ａとの間には、作業台１８の荷重を検
出するためのロードセル１９が配設されている。

【００１６】この高所作業車１０を用いての高所作業の
際には、ブーム１３を旋回、起伏、伸長して、作業台１
８を所望の高所位置に移動することとなる。これらブー
ム作動は、油圧モータ、油圧シリンダ等の油圧アクチェ
ータによりなされ、さらに、この油圧アクチェータ作動
は、車体１１内に備えられた油圧ポンプ（図示せず）か
ら供給される作動油の給排制御により行われている。こ
の作動油の給排制御は、ブーム作動制御装置（図示せ
ず）等により制御バルブを操作することによって行われ
る。ブーム作動制御装置等を操作するために、作業台１
８上には作業台側操作ユニット２１が設けられ、車体２
２上には車体側操作ユニット２２が設けられている。

【００１７】図２は、本発明の作業範囲規制装置をブロ
ック図にて表したものである。ブームの作動量を検出す
る作動量検出手段として設けられたのが、長さ検出器３
２と起伏角度検出器３３であり、この長さ検出器３２
は、ブーム１３の収納状態を原点としてブーム１３の伸
長量を検出し、起伏角度検出器３３は、ブーム１３の仰
角を検出する。これら伸長量と仰角とから、位置演算手
段として設けられた位置演算器３６は、先端ブーム部材
１３ｃの先端に取り付けられた作業台１８の位置を演算
し、これを実作業台位置として出力する。

【００１８】作業台１８のアーム１８ａの下面に配設さ
れたロードセル１９は、荷重検出手段として、常に、作
業者、工具、資材等のような作業台の積載荷重を検出す
る。この検出値、すなわち実荷重値は、記憶手段として
設けられた作業範囲データ記憶装置３５に送られる。作
業範囲データ記憶装置３５内のメモリには、高所作業車
１０へ作用する転倒モーメントに対する安定度を考慮し
て、作業台１８への積載荷重別に定められた複数の荷重
対応作業範囲データが記録されている。作業範囲データ
記憶装置３５は、ロードセル１９からの実荷重値を用い
て、メモリに記憶された複数の荷重対応作業範囲データ
から、実荷重値に対応した荷重対応作業範囲データを検
索し読み出す。

【００１９】また、車体側操作ユニット２２には、基準
荷重設定器３４が設けてあり、この基準荷重設定器３４
にて、作業台１８の最大積載許容荷重値よりも小さな基
準荷重値が任意に定められる。この基準荷重値を用い
て、作業範囲データ記憶装置３５は、作業範囲データ記
憶装置３５内のメモリに記録されている、上記複数の荷
重対応作業範囲データから、この基準荷重値に対応した
荷重対応作業範囲データを検索し、これを基準作業範囲
データとして読み出す。

【００２０】作業範囲データ記憶装置３５は、この基準
作業範囲データ及び前記実荷重値に対応した荷重対応作
業範囲データを、作動規制手段として設けられたブーム
作動規制装置３７へ送る。ブーム作動規制装置３７は、
これら基準作業範囲データ及び実荷重対応作業範囲デー
タに、上記位置演算器３６により出力される、ブーム１
３の伸長及び傾倒作動時に刻々と変化する実作業台位置
を対照させ、この実作業台位置が実荷重対応作業範囲の
限界線を越えようとする、あるいは、実作業台位置が基
準作業範囲の限界線を越えようとするとき、ブーム作動
規制装置３７はブーム作動制御装置３８に干渉しブーム
作動を規制する。尚、この作業範囲規制装置の規制制御
ユニット３０は、車体側操作ユニット２２下方、車体１
１内に配設されている。

【００２１】図３は、作業範囲データ記憶装置３５に記
録された荷重対応作業範囲データの一部を図で表したも
ので、最大積載荷重、基準荷重及び最小積載荷重に対応
する荷重対応作業範囲が示されている。最大積載荷重に
対応する荷重対応作業範囲は、左限界線Ｂ、上限界線Ｕ
及び右限界線Ｈにより囲まれる領域である。また、基準
荷重に対応する荷重対応作業範囲、すなわち基準作業範
囲は、左限界線Ｂ、上限界線Ｕ及び右限界線Ｓにより囲
まれる領域である。さらに、最小積載荷重に対応する荷
重対応作業範囲は、左限界線Ｂ、上限界線Ｕ及び右限界
線Ｌにより囲まれる領域である。尚、左限界線Ｂは、ブ
ーム１３の最大伸長及び最大仰角時のブーム１３によっ
て定められ、上限界線Ｕは、旋回台１２の支軸１２ａを
中心とする、最大伸長時のブーム１３の起伏作動の軌跡
によって定められる。さらに、右限界線Ｈ、Ｓ及びＬ
は、各々の荷重時の高所作業車１０に作用する転倒モー
メント、風等の影響を考慮に入れ任意に定められてい
る。

【００２２】一実施例として、ここでは、作業台最大積
載荷重を２００ｋｇｆ、基準荷重を１００ｋｇｆに設定
して説明する。まず、作業のはじめに、基準荷重が１０
０ｋｇｆに設定されると、この基準荷重値は作業範囲デ
ータ記憶装置３５に送られ、作業範囲データ記憶装置３
５では、作業範囲データ記憶装置３５内のメモリに記録
されている複数の荷重対応作業範囲データから、１００
ｋｇｆに対応する荷重対応作業範囲データが基準作業範
囲データとして読み出される。このデータはブーム作動
規制装置３７へ送られる。この後、アウトリガジャッキ
１５が接地され、作業台１８へ資材、工具等を載せ、作
業者が搭乗する。

【００２３】作業者、資材、工具等から荷重２００ｋｇ
ｆが作業台に積載されると、この荷重がロードセル１９
により検出され作業範囲データ記憶装置３５へ送られ
る。作業範囲データ記憶装置３５では、作業範囲データ
記憶装置３５内のメモリに記録されている複数の荷重対
応作業範囲データから２００ｋｇｆに対応する荷重対応
作業範囲データが読み出され、このデータはブーム作動
規制装置３７へ送られる。ブーム１３が起仰、伸長され
るとき、ブーム１３の仰角は起伏角度検出器３３によ
り、また伸長量は長さ検出器３２により検出される。こ
れら検出値は位置演算器３６へ送られ、位置演算器３６
により、ブーム１３の先端に配設された作業台の実作業
台位置が演算される。ブーム１３の作動と共に変化する
この演算値は、常に、ブーム作動規制装置３７へ出力さ
れる。この演算値は、常時、ブーム作動規制装置３７内
のコンパレータにて、作業範囲データ記憶装置３５から
ブーム作動規制装置３７内へ読み出されている１００ｋ
ｇｆ基準作業範囲データ及び２００ｋｇｆ荷重対応作業
範囲データに対照比較される。

【００２４】２００ｋｇｆ荷重対応作業範囲の右限界線
Ｈが１００ｋｇｆ基準作業範囲の右限界線Ｓよりも内側
に在るために、ブーム１３が伸長され作業台１８が高所
へ移動されるとき、２００ｋｇｆ荷重対応作業範囲の右
限界線Ｈに起因するブーム作動規制を受けることにな
る。

【００２５】このとき、作業台が傾いてロードセル１９
による荷重検出が不正確となった場合、あるいは、ロー
ドセル１９が故障した場合を考える。この場合には、作
業範囲データ記憶装置３５からはこのような不正確な荷
重検出値に対応する荷重対応作業範囲データが読み出さ
れ、このような荷重対応作業範囲内での規制がなされ、
所望の右限界線を越えて作業台１８は作動を続ける可能
性がある。しかし、この場合でも１００ｋｇｆ基準作業
範囲の右限界線Ｓに起因するブーム作動規制を受ける。
したがって、ロードセル１９の故障の際でも、ブーム作
動は基準作業範囲内に規制されるため、高所作業車１０
の転倒に至るようなブーム作動は防止される。

【００２６】なお、作業台１８には少なくとも作業者が
搭乗するためこのための荷重を考えれば、上記のごと
く、基準荷重を１００ｋｇｆに定めている。

【００２７】このとき、作業台最大許容荷重時の転倒モ
ーメントに対する安定度が１．０を越える荷重対応作業
範囲を基準作業範囲として定めれば、すなわち、最大許
容荷重搭載で作業台が基準作業範囲内で移動するときに
安定度が１．０を越えるように定めれば、作業台１８が
最大許容荷重で作業される場合であっても、ロードセル
１９の破損等が生じた場合に基準作業範囲内での作業範
囲規制を行うことにより高所作業車の転倒を確実に回避
できる。

【００２８】尚、本発明は上記実施例に限られるもので
はなく、さらに、ブーム旋回角検出器を設け旋回角を検
出し、この旋回角を考慮に入れた荷重対応作業範囲デー
タを用いての作業範囲規制としてもよい。また、本発明
の特許請求の範囲内においてさらなる改善、改良、変更
等が行え得ることは明らかである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高所作業
車の作業範囲規制装置によれば、作業台積載荷重に応じ
たブームの作動規制（荷重対応作業範囲に基づく作業範
囲規制）に加えて、基準荷重に対応する基準作業範囲に
基づくブームの作動規制を行うようにしており、ブーム
の作動は荷重対応作業範囲内で且つ基準作業範囲内に規
制される。このため、作業台が傾いて正確な作業台荷重
の検出が行えない場合や、荷重検出手段が故障して正確
な検出が行えない場合でも、少なくとも基準作業範囲を
超えるブーム作動を規制して、安全性を向上させること
ができる。

【００３０】さらに、本発明では、基準作業範囲は、作
業台に最大許容荷重を加えたとしても安定度が１．０以
上となるような範囲に設定されており、どのような条件
下においても高所作業車の転倒は避けることができる。
すなわち、荷重検出手段の検出が不正確となっても、基
準作業範囲内での作動を許容してある程度の作業を確保
でき、且つこの基準作業範囲内では安定度が１．０を下
回ることがないので、安全な作業が可能である。なお、
この安定度は１．０より大きいほど転倒防止に対しては
有利であるが、基準作業範囲は狭くなるものであるた
め、好環境の作業条件下では安定度が１．０に近い値と
なるような基準作業範囲を設定し、安定性を確保しつつ
作業範囲をできる限り広めに設定することが可能であ
る。

【００３１】また、逆に、車体が一時的に不安定になり
易い、アウトリガジャッキ作動時及び車体走行時におけ
るブームの作動を考慮に入れる場合には、安定度を大き
めに、基準荷重を比較的に重く定めることにより、容易
に基準作業範囲を狭くでき、不安定さのリスクが増す作
業範囲部分を除いたブーム作動規制が可能になる。この
ように車体の一時的な不安定さをも容易に回避可能であ
るため、高所作業車の安定性はさらに向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる高所作業車の全体側面図であ
る。

【図２】高所作業車の作業範囲規制装置のブロック図で
ある。

【図３】高所作業車の作業範囲図である。

【符号の説明】

１０ 高所作業車 １１ 車体 １２ 旋回台 １５ アウトリガジャッキ １６ 垂直ポスト １８ 作業台 １９ ロードセル ３２ 長さ検出器 ３３ 起伏角度検出器 ３６ 位置演算器 ３５ 作業範囲データ記憶装置 ３７ ブーム作動規制装置

フロントページの続き (56)参考文献 実開 平７−23795（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−132700（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66F 9/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体上に起伏、伸縮作動等が自在に配設
   されたブームと、 このブーム先端に配設された作業者搭乗用の作業台と、 この作業台に加えられる実荷重を検出する荷重検出手段
   と、 前記ブームの作動量を検出して前記作業台の位置を検出
   する作業台位置検出手段と、 前記作業台に加わる荷重に応じて前記作業台の移動可能
   範囲を定めた複数の荷重対応作業範囲のデータ、および
   前記作業台に加えることができる最大許容荷重よりも小
   さな基準荷重に基づいて前記作業台の移動可能範囲を定
   めた基準作業範囲のデータが記憶された記憶手段と、 前記作業台位置検出手段により求められた実作業台位置
   が、前記基準作業範囲を超えるブームの作動、および前
   記複数の荷重対応作業範囲のうちの前記荷重検出手段に
   より検出された実荷重に対応する荷重対応作業範囲を超
   えるブームの作動を規制する作動規制手段とを備えて構
   成され、 前記基準作業範囲は、前記最大許容荷重が加えられた状
   態で前記作業台を移動させるときに、車体に作用する転
   倒モーメントに対する安定度が１．０を越える範囲とな
   るように設定されることを特徴とする高所作業車の作業
   範囲規制装置。