JP2007145554A

JP2007145554A - 高所作業車の安全装置

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Publication number: JP2007145554A
Application number: JP2005344984A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Oba; 孝明大葉; Hiroaki Mizuguchi; 裕朗水口; Motoaki Suda; 元昭須田
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: JP4890842B2

Abstract

【課題】適切にブームモーメントの補正を行いながらブームの作動規制を行う。
【解決手段】高所作業車１が、起伏動自在なブーム５と、ブーム５を起伏動させる起伏シリンダ５２と、ブーム５を起伏動させる操作を行うブーム操作レバー１１ａと、ブーム操作レバー１１ａの操作方向を検出する操作方向検出回路３２と、軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントが規制モーメントＭｃを超えて増加する方向へのブーム５の作動を規制するブーム作動規制回路３８とを有し、ブーム５を起仰動させる操作が行われていることが検出されている場合に、検出されたブームモーメントから作業台７の積載荷重によって変わるモーメントの差分ΔＭの値を減算する補正を行う補正モーメント演算回路３６を有し、補正モーメント演算回路３６により求められた補正モーメントが規制モーメントＭｃを超えて増加する方向へのブーム５の作動を規制する。
【選択図】図２

Description

本発明は高所作業車の安全装置に関し、さらに詳細には車体上に少なくとも起伏動自在なブームを有して構成される高所作業車の安全装置に関する。

このような高所作業車においては、ブーム側から車体に作用する転倒モーメントが過大になって車体が転倒することを防止する安全装置が設けられている。このような安全装置には種々あり、例えば、ブームから車体側に作用する転倒モーメントが大きくなって許容値に達した場合には転倒モーメントが増大する方向へのブーム作動（ブームの倒伏動および伸長動）を規制するモーメントリミッタ方式のものがある（特許文献１参照）。

車体に作用する転倒モーメントはブームと車体との間に設けられブームを起伏動させる起伏シリンダの軸力の大きさに基づいて求められる。このため起伏シリンダの基端部には起伏シリンダに作用する軸力を検出する軸力検出器が備えられており、その検出情報はブームの作動を制御する作動制御装置に入力されるようになっている。この作動制御装置では軸力検出器により検出される起伏シリンダの軸力に基づいてブームから車体側に作用する転倒モーメントを算出し、ブームの作動を規制するか否かを判断する。

また、上記のような高所作業車は、ブームの先端部に上部レベリングシリンダの伸縮動によりブームの起伏角度面内で揺動可能な垂直ポスト部を有するレベリング部材が枢結され、この垂直ポスト部に作業台が取り付けられている。この垂直ポスト部は上部レベリングシリンダの制御によりブームの起伏に応じて作業台を上下に揺動させることで作業台が車体に対して常に水平な姿勢を維持するようにレベリング制御されており、ブームの起伏に応じて作業台の床面が常時水平に維持される。ブームの基部には下部レベリングシリンダが枢結されており、上部レベリングシリンダを油路を介して下部レベリングシリンダと繋げることによって、下部レベリングシリンダと上部レベリングシリンダとを連動可能に構成し、ブームの起伏に応じてこれらを連動させることで上記のように作業台を常時水平に保持できるようになっている。
特開２００１−３５４３９６号公報

ところで、ブームの起仰時は、起伏シリンダとともに下部レベリングシリンダを伸長動させる必要がある分、この下部レベリングシリンダが負荷として作用するため、起伏シリンダに設けられた軸力検出器による検出から算出されるブームモーメント（転倒モーメント）は、実際のブームモーメント（下部レベリングシリンダがないとした場合のブームモーメント）よりも高い値として算出される。一方、ブームの倒伏時は、起伏シリンダに作用する負荷の一部を下部レベリングシリンダが受け持つため、軸力検出器による検出に基づいて算出されるブームモーメントは、実際のブームモーメントよりも低い値として算出される。すなわち、ブームの倒伏時は、検出に基づく値よりも大きなモーメントが車体に作用していることになる。

このため、例えば、ある高所位置に作動しているブームを倒伏動させ、引き続いてブームを起仰動させて元の高所位置までブームを作動させた場合、図５に示すように、ブームの起伏角とブームモーメントとの関係は、履歴が生じるものとなる。すなわち、ブームを倒伏動させる場合に軸力検出器の検出に基づいて算出されるブームモーメントは、図中においてラインＬ８として示され、ブームを起仰動させる場合に軸力検出器の検出に基づいて算出されるブームモーメントであるラインＬ９よりも、同じブームの起伏角に対して低い値となる。

したがって、ブームをある高所位置から倒伏動させた場合（ブームモーメントはラインＬ８に沿って変化する）、点Ｇにおいてブームの作動を規制する規制モーメントＭｃに達し、ブームモーメントが増加する方向へのブームの作動が規制される。ブームモーメントが増加するので規制モーメントＭｃを超えてブームを倒伏動させることができないため、点Ｇに達した場合にはブームを起仰動させることによってブームの作動規制が解除されるが、上述のようにブームを起仰動させる場合には、算出されるブームモーメントは図５のラインＬ９に沿って変化する。

図５から分かるように、ラインＬ９上の左側部分は規制モーメントＭｃを超えた（規制モーメントＭｃよりも高い）範囲に属しており、点Ｇにて規制モーメントＭｃに達した後、点ＨからラインＬ９に沿ってブームを起仰動させた場合には、規制モーメントＭｃを超えた範囲から脱出するために、少なくとも点Ｉまでブームを起仰動させる必要がある。このように、ブームの作動規制が解除されるまでのブームの作動量が大きく作業効率が悪いため、従来では、軸力検出器による検出に基づいて算出されたモーメントから所定のモーメント値を減算して、ブームを起仰動させる場合には例えばラインＬ１０にて示すような補正モーメントを用いてブームの作動規制の判断を行っていた。このような補正モーメントを用いると、ラインＬ１０と規制モーメントＭｃのラインとが交わる点Ｊまでブームを起仰動させれば、規制モーメントＭｃを超えた範囲から脱出できるために、ブームの作動規制が解除されるまでのブームの作動量が補正しない場合と比較して小さくて済み、作業効率がよい。

しかしながら、作業台の積載荷重の大きさによっては、同じブームの起伏角であっても、作業台を常時水平に保持する必要から下部レベリングシリンダに掛かる負荷が異なるため、ブームの起伏角とブームモーメントとの関係で生じる履歴が、図５に示すようなものとは違ったものとなる。特に、作業台の積載荷重が図５に示す場合の作業台の積載荷重に比べて小さい場合には、ブームを起仰動させる場合に検出されるブームモーメントは、下部レベリングシリンダを伸長動させるための負荷が小さくて済むため、ラインＬ９とはならずに、例えば、ラインＬ１１となる。すなわち、ラインＬ１１はブームを倒伏動させた場合に検出されるブームモーメント（ラインＬ８で示す）に対して差が小さい。このため、補正モーメントを求めるために減算する値が、作業台の積載荷重に拘らず一律であると、補正モーメントの値はラインＬ８よりも低くなり、例えば、ラインＬ１２で示すようなものになる。

ブームを倒伏動させる場合に検出されるラインＬ８よりも低い補正モーメントであるラインＬ１２は、減算し過ぎであり、ラインＬ１２のような補正モーメントを用いてブームの作動規制を判断すると、車体が不安定になる程度にブームの起伏角が小さくなってもブームの作動規制がなされないおそれがあった。これを防止するため、レベリングシリンダに作用する軸力を検出し、補正モーメントを求めるために作業台の積載荷重に拘らず一律に減算するのではなく、作業台の積載荷重の大きさ等に応じて補正モーメントを求める必要があるが、レベリングシリンダの軸力を検出するための軸力検出器を別途車両に装備しなければならず、その分ブームの作動規制を行うための装置が高価になっていた。

以上のような問題に鑑みて、本発明では、適切にブームモーメントの補正を行ってブームの作動規制を行うことによって、安全性が高く、しかも安価な高所作業車の安全装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明に係る高所作業車の安全装置は、走行可能な車体上に少なくとも起伏動自在に取り付けられたブームと、車体とブームとの間に配設されてブームを起伏動させる起伏シリンダと、ブームを起伏動させる操作を行うためのブーム起伏操作手段（例えば、実施形態におけるブーム操作レバー１１ａ）と、ブーム起伏操作手段からの操作信号に基づいてブーム起伏操作手段の操作方向を検出する操作方向検出手段（例えば、実施形態における操作方向検出回路３２）と、ブーム側から車体に作用するブームモーメントを検出するブームモーメント検出手段（例えば、実施形態における軸力検出器１３、起伏各検出器１４および伸長量検出器１５）と、ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントが予め設定されて記憶された規制モーメントを超えて増加する方向へのブームの作動を規制するブーム作動規制手段（例えば、実施形態におけるブーム作動規制回路３８）とを有して構成された高所作業車において、操作方向検出手段によりブーム起伏操作手段のブームを起仰動させる操作が行われていることが検出されている場合に、ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントから、ブームの起仰動の開始直後におけるブームモーメントとブーム起伏操作手段によるブームを起仰動させる操作の開始時におけるブームモーメントとのモーメント差の値を減算する補正を行うモーメント補正手段（例えば、実施形態における補正モーメント演算回路３６）を有する。

一方、前記課題を解決するために本発明に係る高所作業車の安全装置は、走行可能な車体上に少なくとも起伏動自在に取り付けられたブームと、車体とブームとの間に配設されてブームを起伏動させる起伏シリンダと、ブームを起伏動させる操作を行うためのブーム起伏操作手段（例えば、実施形態におけるブーム操作レバー１１ａ）と、ブーム起伏操作手段からの操作信号に基づいてブーム起伏操作手段の操作方向を検出する操作方向検出手段（例えば、実施形態における操作方向検出回路３２）と、ブーム側から車体に作用するブームモーメントを検出するブームモーメント検出手段（例えば、実施形態における軸力検出器１３、起伏各検出器１４および伸長量検出器１５）と、ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントが予め設定されて記憶された規制モーメントを超えて増加する方向へのブームの作動を規制するブーム作動規制手段（例えば、実施形態におけるブーム作動規制回路３８）とを有して構成された高所作業車において、操作方向検出手段によりブーム起伏操作手段のブームを起仰動させる操作が行われていることが検出されている場合に、ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントから、ブームの起仰動の開始直後におけるブームモーメントとブーム起伏操作手段によるブームを起仰動させる操作の開始時におけるブームモーメントとのモーメント差の値を減算して補正モーメントを求める演算を行い、操作方向検出手段によりブーム起伏操作手段によるブームを倒伏動させる操作が行われていることが検出されている場合に、補正モーメントを求める演算を行わないモーメント補正手段（例えば、実施形態における補正モーメント演算回路３６）を有し、操作方向検出手段によりブーム起伏操作手段のブームを起伏動させる操作から倒伏動させる操作に切り換えられたことが検出された場合には、モーメント補正手段が、ブーム起伏操作手段によるブームを倒伏動させる操作が行われていることが検出されているにも拘らず、ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントから、モーメント差にブームの起伏角に応じて設定される値を減算する補正を行う。

本発明に関する高所作業車の安全装置によれば、操作方向検出手段によりブームを起仰動させる操作が行われていることが検出されている場合に、モーメント補正手段が、ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントから、ブームの起仰動の開始直後におけるブームモーメントとブームを起仰動させる操作の開始時におけるブームモーメントとのモーメント差の値を減算する補正を行うように構成されている。このように、従来とは異なり、作業台の積載荷重に拘らず一律の値を減算する補正を行うのではなく、作業台の積載荷重によって変動する当該モーメント差に応じて減算する補正を行うため、減算超過といった不適切な補正がなされることがなく、より適切にブームモーメントの補正を行うことが可能で、安全性を高めることができる。そして、このような作業台の積載荷重に基づくモーメント補正は、作業台を水平に保持するレベリングシリンダの軸力を検出する方法によるものではないため、レベリングシリンダの軸力を検出するための軸力検出器を車両に装備する必要がなく、安全装置を安価に構成することが可能である。また、上記のようなブームモーメントの補正は、ブームを起伏動させる操作から倒伏動させる操作に切り換えられた場合にも行われ、ブームの起伏角に応じた所定の演算処理が実行されるため、ブーム起伏操作手段の切換操作時にブームモーメントがブームの作動を規制するための規制モーメントを超えて倒伏動させることができなくなるのを防止することができる（請求項２の記載）。

以下、本発明に係る高所作業車の安全装置の好ましい実施の形態について図１から図４を参照して説明する。図１に当該安全装置を装備した高所作業車の一例を示す。この高所作業車１は車体２の前後左右に前後輪３ａ，３ｂを有して走行可能であり、車体２の前部に運転キャビン２ａを有したトラック車両をベースに構成される。このトラック車両の車体２の上に旋回モータ５１により駆動されて水平旋回可能に構成された旋回台４が配設されている。この旋回台４に基端部が枢結されてブーム５が取り付けられており、このブーム５は起伏シリンダ５２により起伏動されるようになっている。ブーム５は、基端ブーム５ａ、中間ブーム５ｂおよび先端ブーム５ｃを入れ子式に組み合わせて、内蔵の伸縮シリンダ５３によりブーム５全体が長手軸方向に伸縮動可能に構成される。

先端ブーム５ｃは先端にブームヘッド５ｄを有し、このブームヘッド５ｄに枢結されて垂直ポスト部材６が上下に揺動可能に取り付けられている。この垂直ポスト部材６は、先端ブーム５ｃ先端あるいはブームヘッド５ｄと垂直ポスト部材６との間に配設された上部レベリングシリンダ５４により垂直ポスト部材６の揺動制御が行われ、ブーム５の起伏の如何に拘らず垂直ポスト部材６が常に垂直に延びて位置するように垂直ポスト部材６が揺動制御される。このように常時垂直に保持される垂直ポスト部材６には作業台ブラケット９を介して首振モータ５６により水平旋回自在（首振自在）に作業台７が取り付けられており、作業台７はブーム５の起伏に拘らず常に水平に保持される。また、ブーム５の基部と旋回台４間には、ブーム５の起伏に応じて伸縮動する下部レベリングシリンダ５５が枢結されている。上部レベリングシリンダ５４は、油路を介して下部レベリングシリンダ５５に繋がれていて、上部レベリングシリンダ５４は下部レベリングシリンダ５５の作動に連動して伸縮動するようになっている。

また、作業台７にはブーム５を作動（起伏、伸縮動）させ、旋回台４を旋回動させるための操作と、作業台７を旋回動（首振動）させる操作を行うための上部操作装置１１が配設されており、作業台７に搭乗する作業者は上部操作装置１１の操作レバーを操作することによってブーム５を自由に起伏動、伸縮動させ、旋回台４（ブーム５）を旋回動させ、さらには、作業台７を旋回動させて、作業台７を所望もしくは任意の高所位置に移動させることができるように構成されている。

車体２の前後左右の四カ所には、車体２の左右方向外側への拡幅および車体２の下方に伸縮自在なジャッキ８が設けられており、高所作業を行うときには、ジャッキ８を車体２の左右に拡幅および下方に張出伸長させて車体２を安定に支持できるようになっている。このジャッキ８は、車体２の後端部に配設された下部操作装置１２のジャッキ操作レバーを操作することで上記のような作動をさせることができるようになっている。

図２に示すように、本発明に係る安全装置６０は、上述した上部操作装置１１や下部操作装置１２のほか、ブーム操作装置１１を操作したときにブーム操作装置１１から出力される操作信号を受けて油圧ユニット４０に制御信号を出力してブーム５等の作動を制御するコントロールユニット３０と、コントロールユニット３０からの制御信号に基づいて起伏シリンダ５２等への作動油の給排制御をする油圧ユニット４０とが設けられている。

上部操作装置１１におけるブーム操作レバー１１ａは作業台７の上方に突出して水平方向に揺動自在および回動自在であり、この作業台７に搭乗した作業者がこの操作レバーを操作することで、ブーム５の伸縮、旋回、および起伏動を行わせる操作信号を、コントローラ３０に出力させることが可能となっている。また、上部操作装置１１における首振操作レバー１１ｂは水平方向に平面視時計方向もしくは反時計に回動自在であり、この操作レバーを操作することで、作業台７の首振動（旋回動）を行わせる操作信号を、コントローラ３０に出力させることができる。

一方、下部操作装置１２におけるジャッキ操作レバー１２ａは、車体２の後端部において上方に突出して車体２の前後方向に揺動自在であり、このレバーを中立状態から前方へ倒すとジャッキ８が格納作動する操作信号をコントローラ３０に出力し、このレバーを中立状態から後方へ倒すとジャッキ８が伸長作動する操作信号をコントローラ３０に出力し、さらに、上下いずれかに倒れているレバーを中立状態に戻すと、コントローラ３０への操作信号の出力が停止する。

また、安全装置６０は、起伏シリンダ５２の長手軸方向に作用する軸力を検出する軸力検出器１３、ブーム５の起伏角を検出する起伏角検出器１４、ブーム５の長手軸方向の伸長量を検出する伸長量検出器１５とを有している。コントローラ３０には、上記操作装置１１，１２からの操作信号だけではなく、軸力検出器１３、起伏角検出器１４、および伸長量検出器１５からの検出信号が入力される。

コントローラ３０は、ブーム操作レバー１１ａ等の操作による操作信号の入力に基づいてブーム５等の作動を制御する作動制御回路３１と、操作方向検出回路３２と、規制モーメント記憶回路３３と、第１ブームモーメント記憶回路３４と、第２ブームモーメント記憶回路３５と、補正モーメント演算回路３６と、モーメント比較回路３７と、ブーム作動規制回路３８とを有して構成される。

操作方向検出回路３２は、ブーム操作レバー１１ａからの操作信号に基づいて、ブーム操作レバー１１ａがブーム５を起仰させる側に操作されているか、もしくはブーム５を倒伏させる側に操作されているかを検出する。規制モーメント記憶回路３３には、車体２が転倒しないようにブーム５の作動を規制するために、所定の規制モーメントが予め設定されて記憶されている。第１ブームモーメント記憶回路３４、第２ブームモーメント記憶回路３５、補正モーメント演算回路３６およびモーメント比較回路３７については、詳細を後述する。なお、第１ブームモーメント記憶回路３４および第２ブームモーメント記憶回路３５は、軸力検出器１３、起伏角検出器１４および伸長量検出器１５により検出された値に基づいてブームモーメントを算出して記憶する。ブーム作動規制回路３８は、作動制御回路３１から油圧ユニット４０へ出力される制御信号を遮断することにより、ブーム５の所定の方向への作動を規制する。

旋回台４を旋回動させる旋回モータ５１、ブーム５を起伏動させる起伏シリンダ５２、ブーム５を伸縮動させる伸縮シリンダ５３、作業台７を首振動（旋回動）させる首振モータ５６、およびジャッキ８を伸縮動させるジャッキアクチュエータ５７の作動は、車体２に配設された図示しないエンジンの駆動力を伝達させることで駆動可能な油圧ポンプＰから吐出する作動油の給排制御をすることで行われる。また、作業台７をレベリング制御する上部および下部レベリングシリンダ５４，５５は、通常は互いに閉回路で連通しているが、作業台７のレベリング調整を行う場合には、油圧ポンプＰから吐出する作動油をこれらに供給することでレベリング調整が行われるようになっている。

油圧ユニット４０は、オイルタンクＴ、油圧ポンプＰ、旋回モータ５１に対応する旋回制御バルブ４１、起伏シリンダ５２に対応する起伏制御バルブ４２、伸縮シリンダ５３に対応する伸縮制御バルブ４３、首振モータ５６に対応する首振制御バルブ４６およびジャッキアクチュエータ５７に対応するジャッキアクチュエータ制御バルブ４７を有して構成される。そして、起伏シリンダ５２等に流れる作動油の給排制御は、油圧ユニット４０内の旋回制御バルブ４１、起伏制御バルブ４２、伸縮制御バルブ４３、首振制御バルブ４６およびジャッキアクチュエータ制御バルブ４７のバルブ開度を制御することで行われる。

ここで、本発明に係る安全装置を用いたブームの作動規制について説明する。まず、図３（ａ）を参照して、作業台７における積載荷重が大きい場合のブームの作動規制について示す。図中、規制モーメントＭｃで示すラインは、規制モーメント記憶回路３３に予め記憶されている値で、ブーム５側から車体２に作用するブームモーメントがこの規制モーメントＭｃ以下である場合に、車体２が転倒するおそれはなく、ブーム５を所望もしくは任意の方向に起伏動等させることで安全に高所作業を行うことが可能である。

ブーム５の起仰時は、下部レベリングシリンダ５５を伸長動させる必要がある分、この下部レベリングシリンダ５５が負荷として作用するため、起伏シリンダ５２に設けられた軸力検出器１３による検出から算出されるブームモーメントは、車体２に作用する実際のブームモーメントよりも高い値となる。一方、ブーム５の倒伏時は、起伏シリンダ５２に作用する負荷の一部を下部レベリングシリンダ５５が受け持つため、軸力検出器１３による検出から算出されるブームモーメントは、車体２に作用する実際のブームモーメントよりも低い値となる。

このため、任意の高所位置に作動しているブーム５を倒伏動させ、引き続いてブーム５を起仰動させて元の高所位置までブーム５先端を作動させた場合、図３に示すように、ブーム５の起伏角とブームモーメントとの関係は、履歴が生じるものとなる。本発明に係る安全装置では、特にブーム５の起仰時に検出されるブームモーメントを所定の方法で補正することで、ブームモーメントをブームの倒伏時のそれに近付けることを特徴とするものである。

図３（ａ）で、点Ａで示すような状態から、ブーム操作レバー１１ａを操作してブーム５を倒伏動させると、ブームモーメントは倒伏時のブームモーメントの変化を示すラインＬ１に沿って変化し、ブーム５の起伏角の減少とともに増加する。ブーム５の倒伏時においては、ブーム操作レバー１１ａからの操作信号に基づいて、操作方向検出回路３２によりブーム操作レバー１１ａがブーム５を倒伏させる側に操作されているものと検出され、ブームモーメントの補正は実行されない。

ブーム５が倒伏動を続けることでブームモーメントが規制モーメントＭｃを超えたときに（点Ｂで示す）、ブームモーメントが増加するような方向へのブーム５の作動規制が実行される。具体的には、軸力検出器１３による検出値に基づいて算出されるブームモーメントと規制モーメントＭｃとをモーメント比較回路３７が比較し、算出されたブームモーメントが規制モーメントＭｃを超えて増加したと判断された場合に、作動規制回路３８が作動制御回路３１に規制信号を出力する。この規制信号により、作動制御回路３１から油圧ユニット４０への制御信号（ブーム５を倒伏動させるための制御信号）の出力が遮断され、ブーム５の倒伏動が規制される。

ブーム５の作動規制を解除するため、点Ｂにおいてブーム操作レバー１１ａの操作によりブーム５を起仰動させる操作がなされると、操作方向検出回路３２によりブーム操作レバー１１ａがブーム５を起仰させる側に操作されているものと検出され、第１ブームモーメント記憶回路３４により点Ｂにおける第１ブームモーメントＭ（１，ａ）の値が記憶される。

ブーム５の起仰動が開始すると、下部レベリングシリンダ５５が負荷として作用し、軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントは、ブーム５の起仰動の開始とともに点Ｂから点Ｃ´に上昇した後、ラインＬ２で示すようにブーム５の起伏角の増加とともに下降する。ここで、ブーム５の起仰動の開始直後ブームモーメントが点Ｃの状態にあるときに、第２ブームモーメント記憶回路３５によりブームモーメントが減少を開始したものと判断され、この第２のブームモーメント記憶回路３５が点Ｃにおける第２ブームモーメントＭ（２，ａ）の値を記憶する。

第２ブームモーメントＭ（２，ａ）の値が記憶されると、補正モーメント演算回路３６によって、第２ブームモーメントＭ（２，ａ）から先に記憶された第１ブームモーメントＭ（１，ａ）を減算してこれらの差分ΔＭ_１を求める処理が実行される。さらに、補正モーメント演算回路３６は、軸力検出器１３による検出値に基づいて算出されるブームモーメントから減算処理された値ΔＭ_１を減算し、この値を補正モーメントとする。図３（ａ）上に、このようにして算出された補正モーメントをラインＬ３として図示している。モーメント比較回路３７は、ブーム５の作動規制の判断を行う上で、ラインＬ２で示すブームモーメントに基づいて判断せず、ラインＬ３で示す補正モーメントに基づいて判断を行う。なお、図３でブーム５の倒伏時のブームモーメントの変化を示すラインＬ１およびブーム５の起仰時の補正モーメントの変化を示すラインＬ３は別のラインとして描かれているが、実際にはラインＬ１およびラインＬ３は、ほぼ一致する。

このようにして、補正モーメントが求められると、この補正モーメントは規制モーメントＭｃよりも下回るため、ブーム５の作動規制が解除されてブーム５をラインＬ３に沿ってブームモーメントが変化するように起仰動させることが可能となる。モーメント比較回路３７は、ブーム５が起仰動する場合にブーム５の作動規制の判断を行う上で、ラインＬ３で示す補正モーメントに基づいて判断を行い、モーメント比較回路３７により補正モーメントが規制モーメントＭｃよりも高いと判断された場合に、ブームモーメントが増加する方向へのブーム５の作動が規制される。

次に、図３（ｂ）を参照して、作業台７における積載荷重が図３（ａ）の場合よりも小さい場合のブームの作動規制について示す。

図３（ｂ）で、点Ｄで示すような状態から、ブーム操作レバー１１ａを操作してブーム５を倒伏動させると、軸力検出器１３による検出に基づいて算出されるブームモーメントはラインＬ４に沿って変化し、ブーム５の起伏角の減少とともに増加する。ブーム５の倒伏時においては、ブームモーメントの補正が実行されないのは作業台７の積載荷重が大きい場合と同様である。

点Ｅにてブームモーメントが規制モーメントＭｃを超えたときに、ブームモーメントが増加する方向へのブーム５の作動規制が実行される。ブーム５の作動規制を解除するため、点Ｅにおいてブーム操作レバー１１ａの操作によりブーム５を起仰動させる操作がなされると、操作方向検出回路３２によりブーム操作レバー１１ａがブーム５を起仰させる側に操作されているものと検出され、第１ブームモーメント記憶回路３４により点Ｅにおける第１ブームモーメントＭ（１，ｂ）の値が記憶される。

軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントは、ブーム５の起仰動の開始とともに点Ｅから点Ｆ´に上昇した後、ラインＬ５で示すようにブーム５の起伏角の増加とともに下降する。ここで、ブーム５の起仰動の開始直後ブームモーメントが点Ｆの状態にあるときに、第２ブームモーメント記憶回路３５によりブームモーメントが減少を開始したものと判断され、この第２のブームモーメント記憶回路３５が点Ｆにおける第２ブームモーメントＭ（２，ｂ）の値を記憶する。

ここで、上記作業台７の積載荷重が比較的大きい場合と比較すると、ブーム５が起仰動する場合に算出されるブームモーメントの値と、ブーム５が倒伏動する場合に算出されるブームモーメントの値との差が、作業台７の積載荷重が小さい場合の方が小さい（図３（ａ）および（ｂ）参照）。これは、作業台７の積載荷重が小さいことから（図（ａ）の場合と比較して）、ブーム５を起仰動させる場合に作業台７を水平に保持するために下部レベリングシリンダ５５を伸長させるための負荷が、起伏シリンダ５２に大きく掛からないためである。このため、第２ブームモーメントＭ（２，ｂ）の値の大きさは、第２ブームモーメントＭ（２，ａ）の値よりも小さい。

第２ブームモーメントＭ（２，ｂ）の値が記憶されると、補正モーメント演算回路３６によって、第２ブームモーメントＭ（２，ｂ）から第１ブームモーメントＭ（１，ｂ）を減算する処理が実行される。さらに、補正モーメント演算回路３６は、軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントから減算処理された値ΔＭ_２を減算し、この値を補正モーメントとする。ここで、上述のように、ΔＭ_２の値はΔＭ_１よりも小さい。すなわち、本発明では、ブーム５の起仰動の開始直後に検出される第２ブームモーメントの値の大きさによって減算値ΔＭが決定されるものであり、減算値ΔＭは作業台７の積載荷重を反映したものとなる。図３（ｂ）上に、このようにして算出された補正モーメントをラインＬ６として図示している。上記のように、減算値ΔＭは従来とは異なり一律ではなく、第２ブームモーメントの値に応じて変動することから、ラインＬ６に沿った補正モーメントの大きさはラインＬ４に沿った補正モーメントの大きさにほぼ一致する。

このようにして、補正モーメントが求められると、この補正モーメントは規制モーメントＭｃよりも下回るため、ブーム５の作動規制が解除されてブーム５をラインＬ６に沿ってブームモーメントが変化するように起仰動させることが可能となる。モーメント比較回路３７は、ブーム５が起仰動する場合にブーム５の作動規制の判断を行う上で、ラインＬ６で示す補正モーメントに基づいて判断を行い、モーメント比較回路３７により補正モーメントが規制モーメントＭｃよりも高いと判断された場合に、ブームモーメントが増加する方向へのブーム５の作動が規制される。

次に、図４を追加参照して、ブーム操作レバー１１ａの切換操作によりブーム５を起仰動に続いてブーム５を倒伏動させた場合のブームモーメントのモーメント補正について説明する。ここでは、図３（ａ）に示すような作業台７の積載荷重が大きい場合を例に説明する。図４は、図３（ａ）で示す部分の右側部分、すなわちブーム５の起仰動から倒伏動への切換の部分を詳細に表している（図４の紙面左右方向はブーム５の起伏角を、紙面上下方向はブームモーメントの大きさを示す）。

上述のように、ブーム５を起仰動させる場合には、補正モーメント演算回路３６により軸力検出器１３の検出に基づいて算出されるブームモーメントが補正され、ラインＬ３で示す補正モーメントに基づいてブーム５の作動規制の判断を行う。ここで、点Ａまでブーム５が起仰したときにブーム操作レバー１１ａがブーム５を起仰動させる側から倒伏動させる側に切り換えられた場合、操作方向検出回路３２によりブーム操作レバー１１ａがブーム５を倒伏させる側に操作されたものと検出されるため、補正モーメント演算回路３６によるブームモーメントの補正が停止する。

ブームモーメントの補正が停止すると、モーメント比較回路３７は軸力検出器１３による検出から算出されるブームモーメント（点Ｘ_１で示す）を、そのままブーム５の作動規制を判断するためのブームモーメントとして用いるため、ブーム操作レバー１１ａの切換操作の直前までは補正モーメントを用いることにより小さく抑えられていたブームモーメントが、ブーム操作レバー１１ａの切換操作とともに大きくなる。このため、ブーム５の起伏角によってはブームモーメントが規制モーメントＭｃを超え、ブーム５の作動規制が行われて倒伏動させることができない場合がある。

これを防止するため、ブーム操作レバー１１ａをブーム５が倒伏動する側に切り換えてからブーム５の倒伏動の開始直後においては、以下のような演算を行うことで、軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントに対して所定の補正を行っている。ブーム操作レバー１１ａをブーム５が倒伏動する側に切り換えた直後に点Ｘ_１で示す状態にまで増加したブームモーメントは、ブーム５の倒伏動の開始とともに実線で示すラインＬ７に沿うように点Ｘ_２、点Ｘ_３を経由するようにして減少し、点Ｘ_４においてラインＬ１と合流してブーム５の起伏角の減少とともに増加する。

ブーム操作レバー１１ａの倒伏側に切換操作直後の補正は、ラインＬ７に沿って変化するブームモーメント、すなわち、Ｘ_１→Ｘ_２→Ｘ_３→Ｘ_４→Ｂのように変化するブームモーメントを、Ａ→Ｘ_４→Ｂのように変化するようにＸ_１〜Ｘ_４の部分を補正するものである。図４に示すように、ラインＬ７は点Ｘ_１からラインＬ１に向けて漸近するように減少しているため、ブームモーメントの補正は、ラインＬ７上の位置に応じた所定の演算により実行される。なお、ここでは、図４におけるＢＣ´間およびＡＸ_１間の長さを、ブーム５を起仰動させるときに算出された差分ΔＭ_１の大きさにほぼ等しいものとする。

ここで、例えば、点Ｘ_１で示すブームモーメントを補正する場合には、補正モーメント演算回路３６が、軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントＭ_１から、第２ブームモーメントＭ（２，ａ）と第１ブームモーメントＭ（１，ａ）との差分ΔＭ_１を減算する減算処理を行うことで、ブームモーメントの値が点Ａで示す補正モーメントに補正される。また、例えば、点Ｘ_２で示すブームモーメントを補正する場合には、補正モーメント演算回路３６が、第２ブームモーメントＭ（２，ａ）と第１ブームモーメントＭ（１，ａ）との差分ΔＭ_１を求める減算処理を行い、軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントＭ_２から、得られた差分ΔＭ_１の３０％を減算することで、ブームモーメントの値をラインＬ１上の補正モーメントに補正する。

さらに、例えば、点Ｘ_３で示すブームモーメントを補正する場合には、補正モーメント演算回路３６が、第２ブームモーメントＭ（２，ａ）と第１ブームモーメントＭ（１，ａ）との差分ΔＭ_１を求める減算処理を行い、軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントＭ_３から、得られた差分ΔＭ_１の５％を減算することで、ブームモーメントの値をラインＬ１上の補正モーメントに補正する。このように、減算する値の大きさは、軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントがラインＬ１に近付くにつれて小さくなる。

上記点Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３以外の点であっても、補正モーメント演算回路３６によりラインＬ７上の位置に応じて軸力検出器１３の検出に基づくブームモーメントを減算処理することで、ブームモーメントの値をラインＬ１で示す補正モーメントに補正する。

このようにして、ブーム操作レバー１１ａの切換操作時からブーム５の倒伏動開始直後において、ブームモーメントを補正して補正モーメントを求めることで、ブーム操作レバー１１ａの切換操作をせずに単に点Ａからブーム５の倒伏動を開始させた場合と同じようなブーム５の作動規制の判断がなされるため、ブームモーメントが規制モーメントＭｃを超えることがなく、ブーム５を倒伏動させることができなくなるのを防止できる。

ここで、本発明において達成される効果をまとめると下記のようになる。すなわち、本発明に係る高所作業車の安全装置においては、操作方向検出手段によりブームを起仰動させる操作が行われていることが検出されている場合に、モーメント補正手段が、ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントから、ブームの起仰動の開始直後におけるブームモーメントとブームを起仰動させる操作の開始時におけるブームモーメントとのモーメント差の値を減算する補正を行うように構成されている。このように、従来とは異なり、作業台の積載荷重に拘らず一律の値を減算する補正を行うのではなく、作業台の積載荷重によって変動する当該モーメント差に応じて減算する補正を行うため、減算超過といった不適切な補正がなされることがなく、より適切にブームモーメントの補正を行うことが可能で、安全性を高めることができる。そして、このような作業台の積載荷重に基づくモーメント補正は、作業台を水平に保持するレベリングシリンダの軸力を検出する方法によるものではないため、レベリングシリンダの軸力を検出するための軸力検出器を車両に装備する必要がなく、安全装置を安価に構成することが可能である。また、上記のようなブームモーメントの補正は、ブームを起伏動させる操作から倒伏動させる操作に切り換えられた場合にも行われ、ブームの起伏角に応じた所定の演算処理が実行されるため、ブーム起伏操作手段の切換操作時にブームモーメントがブームの作動を規制するための規制モーメントを超えて倒伏動させることができなくなるのを防止することができる。

本発明に係る安全装置を備える高所作業車の側面図である。上記安全装置の構成を示すブロック図である。上記安全装置によりブームの作動規制を行う場合のブームの起伏角とブームモーメントとの関係を示す図で、（ａ）は作業台の積載荷重が比較的大きい場合を示し、（ｂ）は作業台の積載荷重が（ａ）よりも小さい場合を示す。ブームの起仰動から倒伏動への切換部分におけるブームの起伏角とブームモーメントとの関係を示す図である。従来のブームの作動規制におけるブームの起伏角とブームモーメントとの関係を示す図である。

符号の説明

１高所作業車
２車体
４旋回台
５ブーム
５ａ基端ブーム
５ｂ中間ブーム
５ｃ先端ブーム
７作業台
８ジャッキ
１１上部操作装置
１１ａブーム操作レバー（ブーム起伏操作手段）
１１ｂ首振操作レバー
１２下部操作装置
１２ａジャッキ操作レバー
１３軸力検出器（ブームモーメント検出手段）
１４起伏角検出器（ブームモーメント検出手段）
１５伸長量検出器（ブームモーメント検出手段）
３０コントローラ
３１作動制御回路
３２操作方向検出回路（操作方向検出手段）
３３規制モーメント記憶回路
３４第１ブームモーメント記憶回路
３５第２ブームモーメント記憶回路
３６補正モーメント演算回路（モーメント補正手段）
３７モーメント比較回路
３８ブーム作動規制回路（ブーム作動規制手段）
５１旋回モータ
５２起伏シリンダ
５３伸縮シリンダ
５４上部レベリングシリンダ
５５下部レベリングシリンダ
５６首振モータ
５７ジャッキアクチュエータ
６０安全装置

Claims

走行可能な車体上に少なくとも起伏動自在に取り付けられたブームと、前記車体と前記ブームとの間に配設されて前記ブームを起伏動させる起伏シリンダと、前記ブームを起伏動させる操作を行うためのブーム起伏操作手段と、前記ブーム起伏操作手段からの操作信号に基いて前記ブーム起伏操作手段の操作方向を検出する操作方向検出手段と、前記ブーム側から前記車体に作用するブームモーメントを検出するブームモーメント検出手段と、前記ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントが予め設定されて記憶された規制モーメントを超えて増加する方向への前記ブームの作動を規制するブーム作動規制手段とを有して構成された高所作業車の安全装置であって、
前記操作方向検出手段により前記ブーム起伏操作手段の前記ブームを起仰動させる操作が行われていることが検出されている場合に、前記ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントから、前記ブームの起仰動の開始直後におけるブームモーメントと前記ブーム起伏操作手段による前記ブームを起仰動させる操作の開始時におけるブームモーメントとのモーメント差の値を減算する補正を行うモーメント補正手段を有することを特徴とする高所作業車の安全装置。
走行可能な車体上に少なくとも起伏動自在に取り付けられたブームと、前記車体と前記ブームとの間に配設されて前記ブームを起伏動させる起伏シリンダと、前記ブームを起伏動させる操作を行うためのブーム起伏操作手段と、前記ブーム起伏操作手段からの操作信号に基いて前記ブーム起伏操作手段の操作方向を検出する操作方向検出手段と、前記ブーム側から前記車体に作用するブームモーメントを検出するブームモーメント検出手段と、前記ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントが予め設定されて記憶された規制モーメントを超えて増加する方向への前記ブームの作動を規制するブーム作動規制手段とを有して構成された高所作業車の安全装置であって、
前記操作方向検出手段により前記ブーム起伏操作手段の前記ブームを起仰動させる操作が行われていることが検出されている場合に、前記ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントから、前記ブームの起仰動の開始直後におけるブームモーメントと前記ブーム起伏操作手段による前記ブームを起仰動させる操作の開始時におけるブームモーメントとのモーメント差の値を減算して補正モーメントを求める演算を行い、前記操作方向検出手段により前記ブーム起伏操作手段による前記ブームを倒伏動させる操作が行われていることが検出されている場合に、前記補正モーメントを求める演算を行わないモーメント補正手段を有し、
前記操作方向検出手段により前記ブーム起伏操作手段の前記ブームを起伏動させる操作から倒伏動させる操作に切り換えられたことが検出された場合には、
前記モーメント補正手段が、前記ブーム起伏操作手段による前記ブームを倒伏動させる操作が行われていることが検出されているにも拘らず、前記ブームモーメント検出手段により検出されたブームモーメントから、前記モーメント差に前記ブームの起伏角に応じて設定される値を減算する補正を行うことを特徴とする高所作業車の安全装置。