JP2000256000A - ブーム式作業車の過負荷防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業開始前点検時の伸縮ブームの荷重条件に
依存することなく、その起伏支持力検出手段の作業開始
前点検を自動的に実行することのできるブーム式作業車
の過負荷防止装置を提供する。 【解決手段】 起伏シリンダ５の伸縮により伸縮ブーム
４を起伏駆動し、伸縮ブーム４に作用するモーメントを
起伏シリンダ５の支持力として検出するひずみゲージ９
を備え、ひずみゲージ９の出力値に基づき伸縮ブーム４
の過負荷を検知し、過負荷による弊害を未然に防止する
ブーム式作業車の過負荷防止装置において、伸縮ブーム
４をブームレスト６に載せた状態で起伏シリンダ５を伸
縮ブーム４の倒伏側に所定圧を加えて作動させたときに
前記支持力をひずみゲージ９により検出し、ひずみゲー
ジ９の出力値が所定範囲内にあるか否かに基づいてひず
みゲージ９の作動が正常であるか否かを判断する判断手
段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブームの過負荷を
検知して過負荷による弊害を未然に防止するブーム式作
業車の過負荷防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、起伏シリンダの伸縮により伸
縮ブームを起伏駆動し、この伸縮ブームに作用するモー
メントを起伏シリンダの支持力として検出する起伏支持
力検出手段（例えば起伏シリンダのロッドの圧縮を検出
する圧縮歪検出器、起伏シリンダの作動圧を検出する圧
力検出器、又は起伏シリンダの取付ピンの曲げを検出す
る曲げ歪検出器等）を備え、起伏支持力検出手段の出力
値に基づき前記伸縮ブームの過負荷を検知し、作業車の
転倒あるいは損傷等の過負荷による弊害を未然に防止す
るブーム式作業車の過負荷防止装置が知られている。こ
のものでは、作業中の安全は起伏支持力検出手段の正常
な作動が前提となっているので、従来は、作業開始前に
操作者がこの起伏支持力検出手段の点検を行っていた。

【０００３】この作業開始前点検は、例えば、伸縮ブー
ムを１０°に起仰させたときの起伏支持力検出手段によ
る検出表示が所定範囲内にあるか否かを確認し、所定範
囲内にある場合には予め定められた値と一致するように
零点調整器を調整し、続いて、伸縮ブームを５０°に起
立させたときの検出表示が予め定められた値と一致する
ことを確認することによって行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この起伏支
持力検出手段の作業開始前点検は、安全確保のために必
要欠くべからざる手続ではあるが、操作者が必ずしも行
うとは限らないので、これを自動的に実行する構成を採
用することが望ましい。ところが、伸縮ブームを起仰さ
せて行うこのような点検は、伸縮ブームの荷重条件が所
定の条件のもとで行われる必要があり、ブーム先端のバ
ケット内に積載物がある等してその所定の条件と異なる
条件下にあるにもかかわらず作業開始前点検が自動的に
行われることとすると、検出されるモーメントの値が予
定された値と異なることとなってしまう。すなわち、予
め想定された所定条件とは異なる荷重条件のもとで自動
的に点検を行わせることとすると、作業開始前点検の意
義自体が失われてしまうため、その自動化は困難であ
る。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、作業開始前点検時の伸縮ブームの荷重条件に依存
することなく、その起伏支持力検出手段の作業開始前点
検を自動的に実行することのできるブーム式作業車の過
負荷防止装置を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、起伏シリンダの伸縮によ
り伸縮ブームを起伏駆動し、該伸縮ブームに作用するモ
ーメントを前記起伏シリンダの支持力として検出する起
伏支持力検出手段を備え、該起伏支持力検出手段の出力
値に基づき前記伸縮ブームの過負荷を検知し、過負荷に
よる弊害を未然に防止するブーム式作業車の過負荷防止
装置において、前記伸縮ブームをブームレストに載せた
状態で前記起伏シリンダを前記伸縮ブームの倒伏側に所
定圧を加えて作動させたときに前記支持力を前記起伏支
持力検出手段により検出し、該起伏支持力検出手段の出
力値である第１出力値が第１所定範囲内にあるか否かに
基づいて、該起伏支持力検出手段の作動が正常であるか
否かを判断する判断手段を備えていることを特徴とす
る。

【０００７】請求項２に記載の発明は、起伏シリンダの
伸縮により伸縮ブームを起伏駆動し、該伸縮ブームに作
用するモーメントを前記起伏シリンダの支持力として検
出する起伏支持力検出手段を備え、該起伏支持力検出手
段の出力値に基づき前記伸縮ブームの過負荷を検知し、
過負荷による弊害を未然に防止するブーム式作業車の過
負荷防止装置において、前記伸縮ブームをブームレスト
に載せた状態で前記起伏シリンダに前記伸縮ブームの起
立・倒伏のいずれの側にも作動圧がかかっていないとき
に前記支持力を前記起伏支持力検出手段により検出し、
該起伏支持力検出手段の出力値である第２出力値が第２
所定範囲内にあるか否かに基づいて、該起伏支持力検出
手段の作動が正常であるか否かを判断する判断手段を備
えていることを特徴とする。

【０００８】請求項１及び請求項２に係るブーム式作業
車の過負荷防止装置によれば、伸縮ブームをブームレス
トに載せた状態で起伏支持力検出手段の作動が調べられ
るので、伸縮ブームに加わる荷重はブームレストに支持
されて起伏支持力検出手段に影響を及ぼさず、伸縮ブー
ムの荷重条件に依存することなく起伏支持力検出手段の
点検を行うことができる。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載のブーム式作業車の過負荷防止装置におい
て、作業開始時の所定操作により、前記起伏支持力検出
手段の作動が正常であるか否かの判断が自動的に行われ
ることを特徴とする。

【００１０】請求項３に係るブーム式作業車の過負荷防
止装置によれば、電源投入に伴い起伏支持力検出手段の
作動が正常であるか否かの判断が自動的になされ、起伏
支持力検出手段の作業開始前点検を自動的に実行するこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１２】図１及び図２は本発明に係る過負荷防止装
置を備えたブーム式作業車を示す。このブーム式作業車
１は、車体２、旋回台３、伸縮ブーム４、起伏シリンダ
５、及びブームレスト６を備えている。

【００１３】旋回台３は車体２の後部上面に設けられ、
図示を略す旋回モータにより旋回軸Ｏ₁を中心として矢
印Ａ−Ａ方向に水平旋回する。伸縮ブーム４は起伏シリ
ンダ５とともに旋回台３に設けられ、起伏シリンダ５の
伸縮により回動軸Ｏ₂を中心として矢印Ｂ−Ｂ方向に起
伏駆動される。伸縮ブーム４はその内部に設けられた図
示を略す伸縮シリンダ装置により長手方向に伸縮可能と
なっている。伸縮ブーム４は車両走行時等の使用しない
場合には、全縮格納状態でブームレスト６に載置され
る。

【００１４】伸縮ブーム４の先端部には、作業者による
高所作業用のバケット７が設けられている。車体２の前
後には、作業時に車幅方向に張り出して車体２をジャッ
キアップするアウトリガ装置８が設けられている。

【００１５】図３に示すように、起伏シリンダ５のロッ
ドの先端部で伸縮ブーム４との連結部近傍には、伸縮ブ
ーム４を支持する起伏シリンダ５の支持力をこれに生じ
るひずみにより検出するひずみゲージ９が設けられてい
る。このひずみゲージ９は起伏支持力検出手段（モーメ
ント検出器）としての役割を果たし、後述の制御装置等
とともに過負荷防止装置を構成している。また、ブーム
式作業車１においては、アウトリガ装置８によるジャッ
キアップ駆動、起伏シリンダ５による起伏駆動、旋回台
３の旋回駆動、及び伸縮ブーム４の伸縮駆動は、後述す
る油圧回路からの圧油によって行われる。

【００１６】この過負荷防止装置の制御系統は、図４に
示すブロック回路のように概略構成されている。すなわ
ち、ＣＰＵ等からなり判断手段としても機能する制御装
置１０に、ひずみゲージ９と、アウトリガ装置８による
ジャッキアップを検出するジャッキアップ検出器１１
と、伸縮ブーム４がブームレスト６に載置・格納されて
いることを検出するブーム格納検出器１２と、油圧回路
１３に設けられた旋回バルブ１４、起伏バルブ１５、伸
縮バルブ１６とが接続されている。ここでは、ブーム格
納検出器１２はブームレスト６上に設けられた図示を略
すリミットスイッチにより構成されているが、伸縮ブー
ム４の起伏角度と旋回台３の旋回角度とをポテンショメ
ータにより検出し、これに基づき伸縮ブーム４のブーム
レスト６への格納を検出する構成であってもかまわな
い。また、各バルブ１４，１５，１６は電磁比例弁から
なり、旋回バルブ１４は旋回モータへの作動油圧を制御
して旋回台３の旋回に用いられ、起伏バルブ１５は起伏
シリンダ５の作動油圧を制御して起伏シリンダ５の伸縮
（伸縮ブーム４の起伏）に用いられ、伸縮バルブ１６は
上記伸縮シリンダ装置の作動油圧を制御して伸縮ブーム
４の伸縮に用いられる。その旋回台３の旋回及び伸縮ブ
ーム４の起伏・伸縮は、旋回台３に設けられた旋回台操
作部１７又はバケット７に設けられたバケット操作部１
８において行うことができる。

【００１７】この実施の形態に係るブーム式作業車１に
より高所作業を行う際には、まず、アウトリガ装置８に
より車体２をジャッキアップした後、作業開始時に操作
される電源としての図示を略す電源スイッチを投入す
る。この実施の形態では、安全確保のためその電源投入
がなければ各バルブ１４，１５，１６による油圧制御を
行うことができないようになっており、また、その電源
投入があれば制御装置１０が以下のステップに従って作
業開始前点検を自動的に行うようになっている。ここで
は、その電源スイッチの投入を所定操作とするが、アウ
トリガ装置８によるジャッキアップの終了等を所定操作
としてもよい。

【００１８】図５に示すように、電源スイッチが投入さ
れると（Ｓ．１）、制御装置１０は車体２がジャッキア
ップされているか否かをジャッキアップ検出器１１によ
り判断し、ジャッキアップ検出器１１からジャッキアッ
プ検出の信号を受けた場合にのみ次ステップに進む
（Ｓ．２）。

【００１９】続いて、制御装置１０は伸縮ブーム４がブ
ームレスト６上に格納されているか否かをブーム格納検
出器１２により判断し、ブーム格納検出器１２から格納
検出の信号を受けた場合にのみ次ステップに進む（Ｓ．
３）。

【００２０】車体２のジャッキアップ及び伸縮ブーム４
のブームレスト６への格納が確認されると、制御装置１
０は図６に詳細に示すひずみゲージ９の作動点検を実行
する（Ｓ．４）。

【００２１】この作動点検では、まず、制御装置１０は
起伏バルブ１５により起伏シリンダ５を伸縮ブーム４の
倒伏側に駆動する（Ｓ．５）。この際、伸縮ブーム４は
ブームレスト６に載置されているのでブームレスト６の
載置面に押圧されることとなり、起伏シリンダ５の作動
油圧が所定値に達したときに起伏シリンダ５にはその作
動油圧に応じた負の支持力（ロッドにおいては引張力）
が作用し、これに基づくひずみが生じる。このひずみは
ひずみゲージ９により検出され、制御装置１０はひずみ
ゲージ９の検出出力を取り込んだ後（Ｓ．６）、起伏シ
リンダ５の伸縮ブーム４の倒伏側への駆動を停止する
（Ｓ．７）。

【００２２】ひずみゲージ９により検出されるひずみの
大きさは、本来、起伏シリンダ５の作動油圧に応じて定
まる性質のものであるため、制御装置１０はひずみゲー
ジ９の平均出力値が予め記憶された第１所定範囲内にあ
るか否かに基づいて、ひずみゲージ９の作動が正常であ
るか否かを判断する（Ｓ．８）。

【００２３】ひずみゲージ９の出力値が第１所定範囲内
にない場合には、制御装置１０はひずみゲージ９に異常
があるとしてエラー処理を行い、作業者にその旨を警告
する（Ｓ．９）。

【００２４】なお、油圧回路１３がリリーフ弁を有する
場合には、上記作動油圧の所定値をリリーフ圧に設定
し、制御装置１０によるひずみゲージ９の検出出力の取
込みが作動油圧がリリーフ圧に達して安定した後に行わ
れるように、制御装置１０の出力取込み開始時点を起伏
シリンダ５の駆動開始時点から所定時間だけずらしても
よい（例えばリリーフ圧を安定させるためにエンジン回
転をアイドリングとし、５〜６秒の所定時間をおいて制
御装置１０の出力取込みを開始する。）。

【００２５】図７は、ひずみゲージ９の作動点検（Ｓ．
４）の他の例を示す。この作動点検では、制御装置１０
は起伏バルブ１５を制御して起伏シリンダ５への油圧を
抜き（Ｓ．１０）、起伏シリンダ５に作動油圧がかかっ
ていない状態で起伏シリンダ５の支持力（ひずみ）をひ
ずみゲージ９により測定する（Ｓ．１１）。

【００２６】このひずみゲージ９の出力値が予め記憶さ
れた第２所定範囲内にあるか否かに基づいて、制御装置
１０はひずみゲージ９の作動が正常であるか否かを判断
する（Ｓ．１２）。ひずみゲージ９の出力値が第２所定
範囲内にない場合には、制御装置１０はひずみゲージ９
に異常があるとしてエラー処理を行い、作業者にその旨
を警告する（Ｓ．１３）。

【００２７】ここで、その第２所定範囲は、起伏シリン
ダ５に作動油圧がかかっていない状態であることから零
近傍とすることができ、ひずみゲージ９の出力値がその
第２所定範囲にあることを条件として出力値が零となる
ように零点調整してもよい。また、このように零点調整
を行った後に図６に示した方法で作動点検を行うように
することによって、ひずみゲージ９の作業開始前点検の
精度を向上させることができる。さらに、上記作業開始
前点検は伸縮ブーム４のブームレスト６上への単なる格
納を条件に行われることとしたが、この格納が伸縮ブー
ム４の全縮格納であること、あるいは、バケット７も格
納状態にあることをも意味するとすれば、点検精度をよ
り確かなものとすることができる。

【００２８】以上、本願においては、伸縮ブームに作用
するモーメントを起伏支持力検出手段により検出するこ
ととしたが、アウトリガ装置に設けたジャッキアップ支
持力検出手段を用いて検出することとしてもよい。この
ような場合には、アウトリガ装置を縮めた際に、内蔵さ
れたジャッキアップ用シリンダ自体はまだ縮小しうる段
階にあるのにアウトリガ装置の筒型筐体下部とフロート
とが当たることによって全縮状態となる構造のものに本
願思想を適用することができる。さらには、ジャッキア
ップ用シリンダ以外のシリンダ装置やモータ等のアクチ
ュエータがストッパ機能を持つ部材により作動範囲に余
裕を残す構成のものにも同様に適用しうる。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係るブーム式作業車の過負荷防
止装置は、以上説明したように構成したので、作業開始
前点検時の伸縮ブームの荷重条件に依存することなく、
その起伏支持力検出手段の作業開始前点検を自動的に実
行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る過負荷防止装置を備えたブーム式
作業車の側面図である。

【図２】図１に示すブーム式作業車の平面図である。

【図３】伸縮ブームと起伏シリンダとの連結部を拡大し
て示す側面図である。

【図４】過負荷防止装置の制御系統を示すブロック回路
図である。

【図５】電源投入後作業開始前までの自動制御手順を示
す流れ図である。

【図６】ひずみゲージの作業開始前点検の自動制御手順
を示す流れ図である。

【図７】ひずみゲージの作業開始前点検の自動制御手順
の他の例を示す流れ図である。

【符号の説明】 １ ブーム式作業車 ４ 伸縮ブーム ５ 起伏シリンダ ９ ひずみゲージ（起伏支持力検出手段） １０ 制御装置（判断手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】起伏シリンダの伸縮により伸縮ブームを起
   伏駆動し、該伸縮ブームに作用するモーメントを前記起
   伏シリンダの支持力として検出する起伏支持力検出手段
   を備え、該起伏支持力検出手段の出力値に基づき前記伸
   縮ブームの過負荷を検知し、過負荷による弊害を未然に
   防止するブーム式作業車の過負荷防止装置において、 前記伸縮ブームをブームレストに載せた状態で前記起伏
   シリンダを前記伸縮ブームの倒伏側に所定圧を加えて作
   動させたときに前記支持力を前記起伏支持力検出手段に
   より検出し、該起伏支持力検出手段の出力値である第１
   出力値が第１所定範囲内にあるか否かに基づいて、該起
   伏支持力検出手段の作動が正常であるか否かを判断する
   判断手段を備えていることを特徴とするブーム式作業車
   の過負荷防止装置。
2. 【請求項２】起伏シリンダの伸縮により伸縮ブームを起
   伏駆動し、該伸縮ブームに作用するモーメントを前記起
   伏シリンダの支持力として検出する起伏支持力検出手段
   を備え、該起伏支持力検出手段の出力値に基づき前記伸
   縮ブームの過負荷を検知し、過負荷による弊害を未然に
   防止するブーム式作業車の過負荷防止装置において、 前記伸縮ブームをブームレストに載せた状態で前記起伏
   シリンダに前記伸縮ブームの起立・倒伏のいずれの側に
   も作動圧がかかっていないときに前記支持力を前記起伏
   支持力検出手段により検出し、該起伏支持力検出手段の
   出力値である第２出力値が第２所定範囲内にあるか否か
   に基づいて、該起伏支持力検出手段の作動が正常である
   か否かを判断する判断手段を備えていることを特徴とす
   るブーム式作業車の過負荷防止装置。
3. 【請求項３】作業開始時の所定操作により、前記起伏支
   持力検出手段の作動が正常であるか否かの判断が自動的
   に行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載のブーム式作業車の過負荷防止装置。