JP2006225054A - 高所作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴンドラを取り付けたブームの旋回中心をフレームの後部に設定するとともに、部分旋回に留めて、フレームによるブームの支持長を長くできてフレームの姿勢を安定させることのできる高所作業車を提供する。
【解決手段】走行機能を有するフレーム１に設けられた旋回軸２に対して水平面内で旋回可能なコラム３を設け、コラム３にゴンドラ４を取り付けたブーム５を起伏可能、かつ伸縮可能に取り付けた高所作業車において、旋回軸２をフレーム１の後部、かつ低位に設けるとともに、ブーム５の旋回範囲を前方から左右への一定角度以内に制限した。
【選択図】図１

Description

本発明は、高所で作業するときに使用する高所作業車に関するものである。

果樹園における作業、例えば、選定、受粉、除草、収穫といった作業は、高所でするばかりではなく、移動しながらする必要がある。このため、下記特許文献１に見られるような高所作業車を使用していることが多い。この高所作業車は、走行フレームに人が乗ることができるゴンドラを先端に取り付けたブームを旋回、起伏及び伸縮可能に設けたものであるが、従来の高所作業車は、ブームを３６０°全旋回させるものであった。

これはこれで便利であるが、一方では、コストが高くなる。この種の高所作業車では、走行フレーム自体が操向機能を有していることから、全旋回は敢えて必要ではなく、部分旋回で十分である。また、全旋回を行わせると、その旋回中心は、フレームの中心に設定せざるを得ず、そうすると、旋回中心から接地部材の接地端までの距離が短くなって支持力が低下し、傾斜地等では転倒の危険さえある。さらに、ブームが他部材と干渉するのを避ける必要もあることから、ブームがどうしても高い位置になり、この点でも、姿勢安定性に欠けることになる。
特開２００１−１９３７４公報

本発明は、このような課題に対処したものであり、要するに、ブームの旋回中心をフレームの後方寄りで、しかも低い位置に設定するとともに、ブームを前方から左右へ一定の角度の範囲でのみ旋回できるように制限することで、姿勢の安定を図り、かつコストの低減を可能にしたものである。

以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、走行機能を有するフレームに設けられた旋回軸に対して水平面内で旋回可能なコラムを設け、コラムにゴンドラを取り付けたブームを起伏可能、かつ伸縮可能に取り付けた高所作業車において、旋回軸をフレームの後部、かつ低位に設けるとともに、ブームの旋回範囲を前方から左右への一定角度以内に制限したことを特徴とする高所作業車を提供したものである。

また、本発明は、以上の高所作業車において、請求項２に記載した、フレームがクローラを履帯しており、旋回軸がクローラの接地域の後端かそれを超えた後方に設けられている手段、請求項３に記載した、ブームがコラムとの間に介設されて下側に設けられた起伏シリンダで起伏させられるものであり、起伏シリンダがフレームに設けられるガードに干渉しない範囲でコラムに対して低い位置に取り付けられている手段を提供する。

さらに、本発明は、以上の高所作業車において、請求項４に記載した、フレームが左右二枚の縦部材に前後二本の横部材を掛け渡した井桁状をしており、コラムが後方の横部材とコラムとの間に介設された旋回シリンダで旋回させられるものであり、旋回シリンダがフレームに搭載されたバッテリーを駆動源とする電動油圧ポンプで駆動される手段、請求項５に記載した、旋回シリンダが、旋回軸、電動油圧ポンプ及び油圧モータで囲まれて設けられている手段、請求項６に記載した、フレームの前後の横部材間に渡されたベースに駆動源としてのエンジンが載せられており、ベースの上面が横部材の上面より低く設定されている手段、請求項７に記載した、エンジンの燃料タンクを別体としてこれを低い位置に設けた手段を提供する。

請求項１の手段によると、すなわち、ブームを前方から左右への一定角度の部分旋回に留めたものであるから、コストを低減できるのはもちろん、背の高い部材は旋回範囲外に設置等することで、他部材との干渉が避けられるから、結果的に低い位置に設置でき、姿勢が安定する。また、旋回中心を後方に設定することで、ブームの長さに対するフレームの接地長の長さの割合を増大させることができ、この面でも姿勢の安定に貢献する。

請求項２の手段によれば、接地長の長大化が可能になり、請求項３の手段によれば、重心の低位化が可能になる。また、請求項４の手段によれば、エンジン停止状態でもブームの旋回が可能になって効率的であるし、請求項５の手段によれば、旋回シリンダの保護が図られる。さらに、請求項６及び７の手段によれば、より重心の低位化が可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す高所作業車の側面図、図２は平面図、図３は要部の側面図、図４は要部の平面図であるが、この高所作業車は、車台であるフレーム１と、フレーム１に設けられた縦方向の軸である旋回軸２と、旋回軸２の回りを水平面内で旋回するコラム３と、先端にゴンドラ４が取り付けられてコラム３に接続されるブーム５等からなる。

フレーム１は、左右二個の縦部材６に前後二本の横部材７を渡した井桁状をしているものであり、本例では、縦部材６は、立てた板状のもの、横部材７は、縦部材６の上下中間付近からそれぞれ角パイプを左右に渡したもので構成している。この場合、後方の横部材７ａは断面が正方形をしているが、前方の横部材７ｂは断面が平べったい長方形をしており、その底面を同じ高さに設定している。フレーム１の上には、エンジン８、油圧ポンプ９、作動油貯留タンク１０、バッテリー１１等が搭載される。

本例では、フレーム１の縦部材６の後部には駆動輪１２が、前部には従動輪１３が設けられており、これら駆動輪１２と従動輪１３とにクローラ１４が巻き掛けられている（１５はこの間に設けられる何個かの接地遊動輪）。そして、左右の駆動輪１２の内側にそれぞれＨＳＴ型の油圧モータ１６が直付けされており、油圧ポンプ９で加圧された作動油で駆動される。したがって、左右の油圧モータ１６の回転数及び方向を調整することで、フレーム１は、前後進、速度変更、直進、転回が可能になる。

この場合、エンジン８は、フレーム１の中程の位置で、進行方向の右側に設置されている。具体的には、前後の横部材７ａ、７ｂにベース１７を渡し、この上に防振マウント８ａを介して載せている。このとき、ベース１７の上面は、横部材７の上面よりも下げており、エンジン８の位置を低くしている。図５は高所作業車の他の例を示す側面図であるが、本例のものは、エンジン８でもっとも高い位置にある燃料タンク８ｂを別体として別の場所、例えば、その前方に配置したものである。こうすると、重心を下げて姿勢が安定する上、ブーム５を縮短しての高さを更に低くできるから、ゴンドラ４への乗降が楽で安全になる。この他、油圧ポンプ９は、エンジン８の前方に設置されており、プーリベルト機構１８で結合されている。

作動油貯留タンク１０は、エンジン８に対応して進行方向の左側に配置されており、また、エンジン８と同程度の低い位置に設けられている。さらに、バッテリー１１は、作動油貯留タンク１０の前方に配置されている。重量の重いエンジン８や作動油貯留タンク１０をこのような配置にしたことで、重量バランスを取るとともに、重心を下げて姿勢を安定させたものである。なお、もっとも背の高い部材は、エンジン８と作動油貯留タンク１０であるから、これらを左右二本のガード１９で覆って保護している。

コラム３は、旋回軸２の回りを回動するのであるが、本例では、後方の横部材７ａの後部中央にスペーサ２０を取り付け、このスペーサ２０の後部に軸受筒２１を起立させ、これにコラム３の前方に形成したボス２２を挿入して旋回軸２を通す構造にしている。この点で、旋回軸２の位置はフレーム１の後部に設定されることになり、具体的には、クローラ１４の接地域の後端かややそれよりも後方になっている。

また、旋回軸２の上下位置もできるだけ低く保っており、クローラ１４の側方投影面と重複させた位置にしている。ところで、コラム３には、角パイプを用いており、この中にウェイト２３を挿入している。因みに、本例では、後方の横部材７ａも角パイプを用いており、この中にもウェイト２４が挿入できるようにしている。したがって、旋回軸２に接近した前後で二つのウェイト２３、２４が、一つは縦方向に、他は横方向に設けられるようになっており、旋回軸２の付近は重量が非常に重くなっている。加えて、両ウェイト２３、２４ともに隠れるから、デザイン性が向上するし、スペースを必要とせず、フレーム１の面積を増大させない。そして、このウェイト２４は、先のウェイト２３と同じものにしてあり、兼用効果を図っている。なお、両ウェイト２３、２４とも、コスト上、中実の丸棒が適するが、コラム３や横部材７ａの中て躍ったりしては具合が悪いので、きっちりと嵌まるようにしておく。ウェイト２３、２４の重量としては、車長１．７ｍ、車幅１．３ｍ、ブーム５のゴンドラ４までの最大伸長長さ３．５ｍ程度のもので、一つが８０Ｋｇ、両方で１６０Ｋｇ程度を想定している。

コラム３の旋回は、本例では、旋回シリンダ２５によっている。すなわち、後方の横部材７ａ等に旋回シリンダ２５のヘッド２５ａを水平面内で回転可能に取り付け、そのロッド２５ｂをコラム３に突設したブラケット２６に枢着している。したがって、旋回シリンダ２５を伸縮させると、コラム３は、旋回軸２を中心に回動（旋回）する。これにおいて、旋回シリンダ２５は、油圧モータ１６の高さ付近に設けられ、かつ油圧モータ１６や旋回軸２及びスペーサ２０等で周囲を囲まれて保護されるものになっている。なお、この構成であると、コラム３の旋回範囲は有限になり、本例では、前方から左右へ３０°の範囲に設定しているが、この他、０〜９０°の範囲で設定されることがある。

ところで、旋回シリンダ２５は、油圧ポンプ９で加圧された作動油で駆動してもよいが、本例では、旋回軸２の傍に設けられた電動油圧ポンプ２７で加圧された作動油で駆動するようにしている。ここでいう電動油圧ポンプ２７とは、モータ、ポンプ及びタンクが一体になったもので、本例では、バッテリー１１の電源を使用して駆動する。エンジン８を作動させていないときでも、ブーム５が旋回できることになり、作業の安全と効率を図ることができるからである。

コラム３の上部には、ブーム５が連結ピン２８で枢着される。このブーム５は、第１ブーム５ａに第２ブーム５ｂが出入り可能に収容されているものであり、両ブーム５ａ、５ｂに伸縮シリンダ２９を張り掛けておけば、伸縮シリンダ２９を伸縮させることで、第２ブーム５ｂは、第１ブーム５ａに対して伸縮する。なお、以上のブーム５の数については一例であって、これに限定されない。

さらに、ブーム５は、コラム３に対して起伏できるようにもなっている。すなわち、コラム３と第１ブーム５ａとの間に起伏シリンダ３０を設けておき、起伏シリンダ３０を伸縮させることで、ブーム５をコラム３に対して起伏させている。この場合、ブーム５は、コラム３に対してできるだけ低い位置に取り付けられのが好ましく、具体的には、ブーム５を一杯に伸長して最低位置に下げたとき、もっとも下に位置する部材である起伏シリンダ３０がフレーム１に設けられるガード１９に当たらない範囲まで下げている。

第２ブーム５ｂの先端には、取付具３１が設けられており、取付具３１に対してゴンドラ４がピン３２で固定されている。このゴンドラ４は、人がこの中に乗って作業するためのものであるから、これには、油圧モータ１６や各シリンダ２５、２９、３０等を遠隔操作するための各種の操作器具（図示省略）が設けられている。さらに、このゴンドラ４は、ブーム５の起伏角度にかかわらず、真っ直ぐに向いている必要がある。

そこで、コラム３と第１ブーム５ａとの間に入力シリンダ３３を取り付けるとともに、取付具３１とゴンドラ４との間には出力シリンダ３４を取り付け、両シリンダ３３、３４を閉回路で１：１の関係で連結している。これによると、ブーム５の起伏に基づく入力シリンダ３３の変位に応じて出力シリンダ３４が変位するから、ゴンドラ４は、常に真直に向くことになる。

以上の高所作業車は、トラック等に載せて或いは自走させて果樹園等の作業現場まで行き、そこで高所作業をするのは前述したし、このとき、果樹園等は傾斜地が多く、転倒の危険性をはらんでいることも前述した。このため、本発明は、この転倒の危険性を避けるために種々の配慮がなされている。まず、第一は、ブーム５の延伸方向に対するクローラ１４の接地長を長くしていることである。転倒方向は、前後方向、左右方向とあるが、いずれの方向でも、ブーム５の延伸方向に対してクローラ１４の接地長が長いほど、支持力が増して姿勢は安定する。このため、本発明では、ブーム５の旋回を前方から左右への一定範囲に抑えており、また、ブーム５の旋回中心（旋回軸２）をクローラ１４の接地域の後端かそれを後方に超えた辺りに設定している。

第二は、フレーム１の重心を下げるとともに、ブーム５もできるだけ低い位置に設定していることである。フレーム１の重心が下がれば、姿勢が安定するのはいうまでもなく、本例では、エンジン８や作動油貯留タンク１０をできるだけ低い位置に設けているのがそれである。また、ブーム５の位置が高いと、コラム３のわずかな傾斜も転倒モーメントとして大きく増幅されるから、本例では、起伏シリンダ３０がフレーム１のガード１９に干渉しない範囲まで下げている。

第三は、フレーム１の重量を重くすることあるが、これを効率的に行うために、本例では、ブーム５の旋回中心である旋回軸２付近の重量を重くしている。ブーム５の伸長、旋回に伴ってゴンドラ４にかかる力が相対的に増してフレーム１が転倒するときには、ブーム５の旋回中心（旋回軸２）が浮き上がるからであり、このとき、重量が重いと、浮き上がりが抑制され、転倒が防止される。具体的には、旋回軸２の前後に横部材７ａとコラム３とを配し、それぞれにウェイト２３、２４を挿入していることである。このとき、一方のウェイト２３はコラム３に縦に挿入され、他方のウェイト２４は横部材７ａに横に挿入されているから、前後、左右へのバランスがよく、少ない重量のもので大きな効果が期待できるものとなる。加えて、両ウェイト２３、２４は外から見えないものになるし、スペースを有効利用できてフレーム１の面積増大につながらない。

以上の手段をとることにより、この高所作業車は、全方位１５°以内の傾斜では、ブーム５を最大限伸長及び旋回させたとしても、転倒しないことが確認されている。

本発明の一例を示す高所作業車の側面図である。 本発明の一例を示す高所作業車の平面図である。 本発明の一例を示す高所作業車の要部の側面図である。 本発明の一例を示す高所作業車の要部の平面図である。 本発明の他の一例を示す高所作業車の側面図である。

符号の説明

１ フレーム
２ 旋回軸
３ コラム
４ ゴンドラ
５ ブーム
５ａ 第１ブーム
５ｂ 第２ブーム
６ 縦部材
７ 横部材
７ａ 後方の横部材
７ｂ 前方の横部材
８ エンジン
８ａ 防振マウント
８ｂ 燃料タンク
９ 油圧ポンプ
１０ 作動油貯留タンク
１１ バッテリー
１２ 駆動輪
１３ 従動輪
１４ クローラ
１５ 接地遊動輪
１６ 油圧モータ
１７ ベース
１８ プーリベルト機構
１９ ガード
２０ スペーサ
２１ 軸受筒
２２ ボス
２３ ウェイト
２４ ウェイト
２５ 旋回シリンダ
２５ａ 〃 のヘッド
２５ｂ 〃 のロッド
２６ ブラケット
２７ 電動油圧ポンプ
２８ 連結ピン
２９ 伸縮シリンダ
３０ 起伏シリンダ
３１ 取付具
３２ ピン
３３ 入力シリンダ
３４ 出力シリンダ

Claims (7)

1. 走行機能を有するフレームに設けられた旋回軸に対して水平面内で旋回可能なコラムを設け、コラムにゴンドラを取り付けたブームを起伏可能、かつ伸縮可能に取り付けた高所作業車において、旋回軸をフレームの後部、かつ低位に設けるとともに、ブームの旋回範囲を前方から左右への一定角度以内に制限したことを特徴とする高所作業車。
2. フレームがクローラを履帯しており、旋回軸がクローラの接地域の後端かそれを超えた後方に設けられている請求項１の高所作業車。
3. ブームがコラムとの間に介設されて下側に設けられた起伏シリンダで起伏させられるものであり、起伏シリンダがフレームに設けられるガードに干渉しない範囲でコラムに対して低い位置に取り付けられている請求項１又は２の高所作業車。
4. フレームが左右二枚の縦部材に前後二本の横部材を掛け渡した井桁状をしており、コラムが後方の横部材とコラムとの間に介設された旋回シリンダで旋回させられるものであり、旋回シリンダがフレームに搭載されたバッテリーを駆動源とする電動油圧ポンプで駆動される請求項１〜３いずれかの高所作業車。
5. 旋回シリンダが、旋回軸、電動油圧ポンプ及び油圧モータで囲まれて設けられている請求項４の高所作業車。
6. フレームの前後の横部材間に渡されたベースに駆動源としてのエンジンが載せられており、ベースの上面が横部材の上面より低く設定されている請求項１〜５いずれかの高所作業車。
7. エンジンの燃料タンクが低い位置に別置きされている請求項６の高所作業車。