JP2018138488A - 高所作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】伸縮ブームの起伏角度や水平旋回角度等の影響を受け難く、且つバケットにおける積載荷重の作用点の位置に拘らず、当該積載荷重を精度良く正確に検出できる作業車の荷重検出装置を提供する。【解決手段】荷重検出装置１０は、ロバーバル構造からなり、上下方向に平行に配置される少なくとも二本の第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２を有するとともに、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の一端部においてバケット５を支持するリンク機構部１１と、リンク機構部１１を介して伝達されるバケット５の積載荷重を検出する荷重検出手段１２とを有し、リンク機構部１１における第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の中途部を、上下方向に各々揺動可能に支持する。【選択図】図３

Description

本発明は、ブーム式の高所作業車の技術に関し、より詳しくは、伸縮ブームの先端部に配設されたバケットの積載荷重を検出する荷重検出装置を備える高所作業車の技術に関する。

従来より、車体に対して起伏作動および水平旋回作動を可能とする伸縮ブームを備え、当該伸縮ブームの先端部に作業者が搭乗するバケットが配設された、ブーム式の高所作業車が知られている。
前記高所作業車においては、バケットの積載荷重、および伸縮ブームの起伏角度、伸長量、水平旋回角度等の諸条件によって、車体に発生するモーメント、即ち車体を転倒させる方向に働くモーメント（以下、「転倒モーメント」と記載する）が任意に変化する。
よって、このような高所作業車においては、前述した諸条件の変化に基づき、車体が転倒するのを十分に耐え得る最大の転倒モーメントをその都度選定し直し、バケットの積載荷重が、当該選定された最大の転倒モーメントより逆算された積載荷重（以下、「定格積載荷重」と記載する）を超過した場合、表示灯および警報装置を作動させて作業者に警告するとともに、非常操作（例えば、伸縮ブームを縮退させて車体上の待機位置に復帰させるための操作など）を除くすべての操作を、強制的に不能とするような安全対策が施されるのが一般的である。

ここで、バケットの積載荷重を検出する技術については、従来より様々なものが開示されており、例えば「特許文献１」には、伸縮ブームを起伏作動する起伏シリンダ、作業台（バケット）と伸縮ブームとの間に配設された上レべリングシリンダ、および伸縮ブームと車体との間に配設された下レべリングシリンダを備える高所作業車において、ブーム起伏角に対応して、上レべリングシリンダ支持力によるバケットのモーメント、下レべリングシリンダ支持力による伸縮ブームのモーメント、起伏シリンダ支持力および伸縮ブーム自重による伸縮ブームのモーメント、を各種検出器（検出手段）による検出値に基づき各々演算し、算出されたこれらの各種モーメントよりバケットの積載荷重を演算する高所作業車についての技術が開示されている。

しかしながら、前記「特許文献１」の技術では、伸縮ブームの起伏角度や水平旋回角度等、高所作業車の作業姿勢の影響により、各種検出手段による検出値にバラツキが生じるのを完全に排除するのは困難であり、また、ブームレストに伸縮ブームが格納された状態では前記各種モーメントを検出すること自体が困難であり、バケットの積載荷重を正確に検出することが困難であった。
また、前記「特許文献１」の技術では、例えば伸縮ブームの状態が全縮状態に近く、転倒に対する安定度に余裕のある状態の高所作業車の作動領域では、たとえバケットに加えられた積載荷重が定格積載荷重を事実上超過していても、的確に判断されずに高所作業車が誤って動作できてしまう恐れもあった。

そこで、このような高所作業車の作業姿勢による影響を極力排除して、バケットの積載荷重を精度良く正確に検出するための技術が、「特許文献２」によって開示されている。
具体的には、前記「特許文献２」においては、垂直ポストおよび作業台（バケット）間に配設され、それぞれ一端が前記垂直ポストに接続されて前記バケット側に延び、それぞれ他端が前記バケットの前記垂直ポストに対向する側の側面に接続され、上下に所定の間隔を有して平行に配置されて前記垂直ポストに対して前記バケットを支持する上支持部材および下支持部材と、前記上支持部材および前記下支持部材の間に配設され、一端が前記垂直ポストに接続されて片持ち支持された状態で前記バケット側へ延びた中間部材と、前記中間部材の先端部に取付けられ、前記バケットの荷重に応じて少なくとも前記上支持部材が上下方向に撓む微小量を前記バケットの荷重として検出するバケット検出手段（荷重検出手段）とを有し、前記上支持部材および前記下支持部材は、前記上支持部材の断面係数が前記下支持部材の断面係数よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする高所作業車のバケット荷重検出装置に関する技術が開示されている。

実開平５−４６８９７号公報 特開２００４−４３１２１号公報

前記「特許文献２」による技術によれば、前述した「特許文献１」による技術のように、起伏シリンダおよび上下レべリングシリンダを用いて検出された各種モーメントに基づき、バケットの積載荷重を間接的に算出するのと異なり、荷重検出手段によってバケットの積載荷重を直接的に検出することから、伸縮ブームの起伏角度や水平旋回角度等の影響を受け難く、バケットの積載荷重を精度良く正確に検出することが可能であると思われる。
よって、ブームレストに伸縮ブームが格納された状態であっても当該積載荷重を検出することが可能であり、また、転倒に対する安定度に余裕のある状態の高所作業車の作動領域であっても、前記積載荷重が定格積載荷重を事実上超過する場合には的確に判断され、高所作業車の動作を確実に停止させることが可能であると思われる。

しかしながら、前記「特許文献２」による技術においては、バケットにおける積載荷重の作用点の位置によって、上支持部材の撓み量が変化することから、バケットの積載荷重を精度良く正確に検出するのは困難であり、このような作用点の位置による影響を極力排除して、当該積載荷重を精度良く正確に検出するための技術が切望されていた。

本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、伸縮ブームの起伏角度や水平旋回角度等の影響を受け難く、且つバケットにおける積載荷重の作用点の位置に拘らず、当該積載荷重を精度良く正確に検出することが可能な荷重検出装置を備える高所作業車を提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明に係る高所作業車は、伸縮ブームと、該伸縮ブームの先端部に配置されるバケットと、該伸縮ブームと該バケットとを連結するとともに該バケットに加えられる積載荷重を検出する荷重検出装置と、を備える高所作業車であって、前記荷重検出装置は、ロバーバル構造からなり、上下方向に平行に配置される少なくとも二本の第一リンク部材を有するとともに、前記第一リンク部材の一端部において前記バケットを支持するリンク機構部と、前記リンク機構部を介して伝達される前記積載荷重を検出する荷重検出手段とを有し、前記リンク機構部における前記少なくとも二本の第一リンク部材の中途部を、上下方向に各々揺動可能に支持することを特徴とする。

また、本発明に係る高所作業車において、前記リンク機構部は、上下方向に延出し、前記少なくとも二本の第一リンク部材の両端部と各々回動可能に連結される二本の第二リンク部材と、前記二本の第一リンク部材の延出方向中途部において、前記伸縮ブームより前記第一リンク部材を上下方向に揺動可能に各々支持する支持部材と、を有し、前記バケットを、一方の前記第二リンク部材より支持することを特徴とするのが好ましい。

また、本発明に係る高所作業車においては、前記第一リンク部材において、前記支持部材は、前記第一リンク部材の延出方向の中央部に対して前記バケット側に近接した位置に配置され、前記支持部材を間に挟んで前記バケット側との反対側に前記荷重検出手段を配置することを特徴とするのが好ましい。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係る高所作業車においては、ロバーバル構造からなり、上下方向に平行に配置される少なくとも二本の第一リンク部材を有するとともに、前記第一リンク部材の一端部において前記バケットを支持するリンク機構部を有する荷重検出装置によって、当該バケットの積載荷重を直接的に検出する構成を有することから、例えば起伏シリンダやレべリングシリンダを用いて検出された各種モーメントに基づき、バケットの積載荷重を間接的に演算するのと異なり、伸縮ブームの起伏角度や水平旋回角度等の影響を受け難く、また前記積載荷重の作用点の位置によって任意に変化するモーメントの影響を受けることもない。
従って、本発明に係る高所作業車によれば、伸縮ブームの起伏角度や水平旋回角度等の影響を受け難く、且つバケットにおける積載荷重の作用点の位置に拘らず、当該積載荷重を精度良く正確に検出することができる。
また、本発明に係る高所作業車においては、前記第一リンク部材において、前記支持部材が、前記第一リンク部材の延出方向の中央部に対して前記バケット側に近接した位置に配置され、且つ前記支持部材を間に挟んで前記バケット側との反対側に前記荷重検出手段が配置されることから、リンク機構部を介して荷重検出手段に伝達されるバケットの積載荷重を小さくすることができ、当該荷重検出手段を長期間に渡り使用することができる。

本発明の一実施形態に係る荷重検出装置を備える高所作業車の全体的な構成を示した側面図。 同じく高所作業車の全体的な構成を示した平面図。 本発明の一実施形態に係る荷重検出装置およびその周辺を示した図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）は図３（ａ）中の矢印Ｘの方向に見た断面側面図。 同じく、荷重検出装置の構成を示した図であって、バケットに積載荷重が加えられた状態を示した断面側面図。 別実施形態における荷重検出装置およびその周辺を示した図であって、（ａ）はバケットに未だ積載荷重が加えられていない状態を示した断面側面図、（ｂ）はバケットに積載荷重が加えられた状態を示した断面側面図。

次に、本発明の実施形態について、図１乃至図５を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図中に示した矢印の方向によって、高所作業車１、または荷重検出装置１０・１１０の上下方向、前後方向、左右方向を規定して記述する。

［高所作業車１の全体構成］
先ず、本発明を具現化する荷重検出装置１０を備えた高所作業車１の全体構成について、図１および図２を用いて説明する。
本実施形態における高所作業車１は、トラックをベースとしたブーム式の高所作業車であって、例えば、後述する伸縮ブーム４の先端部に設けられたバケット５内に作業者等が搭乗し、電気配線工事等の高所作業を行うためのものである。
高所作業車１は、図１に示すように、主に車両２、旋回台３、伸縮ブーム４、バケット５、および起伏シリンダ６などにより構成される。

車両２は、高所作業車１の基体となるものである。
車両２は、前後方向に延出する車体２１を備え、当該車体２１の前端部には、車両２を操縦するための運転キャビン２１Ａが配置されている。
また、車体２１の前後両端部における左右方向（平面視にて車体２１の延出方向との直交方向）の両側面側には、複数（本実施形態においては四輪）の車輪２２・２２・・・が各々軸支されている。

そして、車体２１の内部には、動力源であるエンジン（図示せず）が搭載されており、当該エンジンの駆動力が車輪２２に伝達されることにより、車両２は前進または後進可能な構成となっている。

車体２１の左右方向の両側面側において、その前後方向中途部および後端部には、複数（本実施形態においては四基）のアウトリガ２３・２３・・・が各々配設されている。
各アウトリガ２３は、車両２の側面側より油圧によって左右方向に伸縮可能な張出しビーム２３Ａ、および地面に対して上下方向に伸縮可能な油圧式のジャッキシリンダ２３Ｂなどにより構成される。

そして、これら複数のアウトリガ２３・２３・・・において、張出しビーム２３Ａ・２３Ａ・・・を同時に左右方向に延伸させ、且つジャッキシリンダ２３Ｂ・２３Ｂ・・・を同時に直下方向に延伸させて接地させることにより、高所作業中における車両２の状態を、安定させる構成となっている。

旋回台３は、車両２より伸縮ブーム４を支持するとともに、当該伸縮ブーム４を水平方向に旋回させるものである。
旋回台３は、車両２の後部上面において、軸受等を介して水平方向に旋回可能に設けられる旋回台本体３Ａ、および当該旋回台本体３Ａを旋回させる油圧式の旋回モータ（図示せず）などにより構成される。
また、後述するように、旋回台本体３Ａの上端部には、伸縮ブーム４が上下方向に揺動可能に連結されている。

そして、旋回台３は、前記旋回モータによって駆動され、伸縮ブーム４を伴い仮想軸線Ｃ１を中心にして旋回するよう構成されている。

伸縮ブーム４は、旋回台３よりバケット５を支持するためのものである。
伸縮ブーム４は、一直線状に延出する複数のブーム部材が入れ子式に組み合わされて構成され、内装される伸縮シリンダ（図示せず）によって、前記延出方向に伸縮可能に設けられる。
また、伸縮ブーム４は、車両２の上方において、前後方向に延出するようにして配設される。

そして、伸縮ブーム４は、一方（後方）の端部において、ピン４Ａを介して、旋回台本体３Ａの上端部と連結され、図２に示すように、仮想軸線Ｃ２を中心にして上下方向に揺動可能に構成される。
また、伸縮ブーム４は、他方（前方）の端部において、垂直ポスト７の下部に設けられる基端部７ａ（図３（ｂ）を参照）と上下方向に揺動可能に連結されるとともに、当該垂直ポスト７は、伸縮ブーム４の揺動角度（起伏角度）に拘らず、図示せぬレべリングシリンダによって常に上方に延出した垂直状態に維持される構成となっている。

そして、垂直ポスト７の外周部には、後述する荷重検出装置１０が水平旋回可能に設けられるとともに、当該荷重検出装置１０の先端部にはバケット５が配設される。

ここで、荷重検出装置１０は、例えば従来のような、起伏シリンダ６やレべリングシリンダ（図示せず）を用いて検出された各種モーメントに基づき、バケット５の積載荷重を間接的に算出するのと異なり、バケット５に加えられた積載荷重を直接的に検出する機能を具備する。
荷重検出装置１０によって検出された積載荷重（検出値）は、図示せぬ制御装置に送信され、所定の定格積載荷重との比較演算を実行される。

そして、比較演算の結果、検出された積載荷重が定格積載荷重を超過する場合、後述する操縦装置５Ａに配設された図示せぬ警報装置を作動させて作業者に警告するとともに、非常操作（例えば、伸縮ブーム４を縮退させて車両２上の待機位置に復帰させるための操作など）を除くすべての操作を、強制的に不能とするような安全対策が施されている。
具体的には、本実施形態における高所作業車１においては、荷重検出装置１０によって検出されたバケット５の積載荷重に基づき、ＪＩＳ規格によって定められた機能、即ち当該積載荷重が定格積載荷重を超過した場合、表示灯やブザーからなる警報装置（図示せず）を作動させたり、非常操作を除くすべての操作が不能となった静止状態にて高所作業車１を操作しても前記積載荷重が定格積載荷重以下となるまで一切の操作を不能としたり、また、バケット５を高所に移動させる最中に前記積載荷重が定格積載荷重を超えた際には上方に位置する障害物との挟まれ防止のために伸縮ブーム４を縮退させて車両２上の待機位置に復帰させるための操作のみを可能としたりするように制御されている。

一方、バケット５の定格積載荷重は、車両２が転倒するのを十分に耐え得る最大の転倒モーメントより逆算して選定されるところ、当該最大の転倒モーメントは、バケット５の積載荷重、および伸縮ブーム４の起伏角度、伸長量、水平旋回角度等の諸条件の変化に基づき、その都度選定し直されることから、本実施形態における高所作業車１においては、荷重検出装置１０によって検出された積載荷重に基づき、伸縮ブーム４の起伏作動、伸縮作動および水平旋回作動等の作動領域が制限される制御となっている。

さらに、本実施形態においては、伸縮ブーム４による昇降動作中のバケット５が不意に停止して積載荷重が増加した場合、その原因が、単にバケット５の積載物の増加によるものか、或いは当該バケット５に加わる慣性力の衝撃や、例えば作業者が飛び乗ることによりバケット５に不意に生じる突発的な積載荷重の変化などによるものかを見極めるために、バケット５の積載荷重が定格積載荷重を超過したのを検知してから警報装置が作動したり、高所作業車１の操作を不能にしたりするまでの間に、一定時間のタイムラグが設けられている。
但し、バケット５の上方に位置する障害物との挟まれ等に起因する、急激な積載荷重の増加に対しては、直ちに警報装置が作動したり、高所作業車１の操作を不能にしたりする制御とすることも可能である。

バケット５は、高所作業車１によって高所作業を行う際の、作業者の作業領域を確保するものである。
バケット５は、例えば有底矩形容器状に形成され、作業者が内部に搭乗可能な構成となっている。
また、バケット５には、伸縮ブーム４の上下揺動作動（起伏作動）、水平旋回作動、および伸縮作動を操作するとともに、垂直ポスト７に対するバケット５の水平旋回作動を操作するための操縦装置５Ａが配設されている。

そして、バケット５は、後述する荷重検出装置１０を介して垂直ポスト７と連結されるとともに、図示せぬ油圧式の旋回モータによって、当該垂直ポスト７の軸心を中心として水平旋回可能に設けられる。

なお、前述したように、垂直ポスト７は常に垂直姿勢を保持されることから、その結果として、バケット５の床面は、伸縮ブーム４の揺動角度（起伏角度）に拘らず常に水平状態を維持される。

起伏シリンダ６は、図１に示すように、伸縮ブーム４を上下揺動（起伏）させるとともに、当該伸縮ブーム４の姿勢を保持するものである。
起伏シリンダ６は、例えば油圧式のシリンダ等により構成され、その基端部において旋回台３に上下搖動可能に連結される。
また、起伏シリンダ６は、ロッド先端部において伸縮ブーム４と上下揺動可能に連結される。

そして、このような構成からなる起伏シリンダ６のロッドが伸縮することにより、伸縮ブーム４は起立または倒伏される。

［荷重検出装置１０の構成］
次に、荷重検出装置１０の具体的な構成について、図３および図４を用いて説明する。

本実施形態における荷重検出装置１０は、前述したように、伸縮ブーム４の端部に設けられた垂直ポスト７と、バケット５との間に配設され、当該バケット５に加えられた積載荷重を精度よく正確に検出するものである。
荷重検出装置１０は、図３（ｂ）に示すように、主にリンク機構部１１、荷重検出手段１２、規制手段１３、自重保持手段１４、およびこれらの各構成要素１１・１２・１３・１４を保持する基体１５などにより構成される。

リンク機構部１１は、基体１５よりバケット５を支持するとともに、当該バケット５に加えられた積載荷重を荷重検出手段１２に伝達するものである。
リンク機構部１１は、例えば、矩形枠体状に連結された第一水平リンク部材１１Ａ１、第二水平リンク部材１１Ａ２、第一垂直リンク部材１１Ｂ１、および第二垂直リンク部材１１Ｂ２からなるリンク部材群と、基体１５より当該リンク部材群を上下方向に揺動可能に軸支する揺動シャフト１１Ｃと、を有して構成される。

具体的には、第一水平リンク部材１１Ａ１は、矩形板状の部材からなり、左右方向（垂直ポスト７とバケット５との対向方向）に延出して配設される。
また、第二水平リンク部材１１Ａ２は、矩形板状の部材からなり、第一水平リンク部材１１Ａ１の下方において、左右方向に延出しつつ当該第一水平リンク部材１１Ａ１と上下方向に対向して配設される。

一方、第一垂直リンク部材１１Ｂ１・１１Ｂ１は、矩形棒状部材からなり、これらの第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の前後方向（第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の延出方向との平面視直交方向）両側面の一端部（本実施形態においては右端部であって、垂直ポスト７側の端部）において、各々上下方向に延出して配設される。
また、第二垂直リンク部材１１Ｂ２・１１Ｂ２は、矩形棒状部材からなり、これらの第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の前後方向両側面の他端部（本実施形態においては左端部であって、バケット５側の端部）において、各々上下方向に延出しつつ第一垂直リンク部材１１Ｂ１と左右方向に対向して配設される。

そして、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の前後方向両側面の一端部と、第一垂直リンク部材１１Ｂ１・１１Ｂ１の両端部とは、連結ピン１６・１６を介して各々回動可能に連結される。
また、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の前後方向両側面の他端部と、第二垂直リンク部材１１Ｂ２・１１Ｂ２の両端部とは、連結ピン１６・１６を介して各々回動可能に連結される。

このような構成からなるリンク部材群（第一水平リンク部材１１Ａ１、第二水平リンク部材１１Ａ２、第一垂直リンク部材１１Ｂ１、および第二垂直リンク部材１１Ｂ２）において、第一水平リンク部材１１Ａ１および第二水平リンク部材１１Ａ２の左右方向中央部には、揺動シャフト１１Ｃ・１１Ｃが、ブッシング１１Ｄ・１１Ｄを介して各々直交方向に挿設されるとともに、図３（ａ）に示すように、これらの揺動シャフト１１Ｃ・１１Ｃの両端部は、基体１５に固設されている。

そして、これらの第二垂直リンク部材１１Ｂ２・１１Ｂ２の上下方向中央部には、支持部材１１Ｅ・１１Ｅが各々左方側（即ち、バケット５側）に向かって延設されるとともに、これらの支持部材１１Ｅ・１１Ｅの延出端部は、バケット５（より具体的には、操縦装置５Ａ）の側面と固設される。
これにより、バケット５は、リンク機構部１１を介して、揺動シャフト１１Ｃの軸心Ｇを中心にして基体１５（換言すると、垂直ポスト７）に対して上下方向に揺動可能に支持される。

なお、第一水平リンク部材１１Ａ１および第二水平リンク部材１１Ａ２における揺動シャフト１１Ｃ・１１Ｃの挿設箇所、即ち軸心Ｇの位置ついては、本実施形態に限定されることはなく、例えば後述の別実施形態によって示されるように、バケット５の大きさ（自重）や、当該バケット５の定格積載荷重に応じて、バケット５側に近接した位置に設けることとしてもよい。
これにより、例えばバケット５の定格積載荷重が通常より大きく設定されている場合、リンク機構部１１を介して後述する荷重検出手段１２に加えられる押圧力も大きくなるが、揺動シャフト１１Ｃの挿設される位置をバケット５側に寄せることで、第一垂直リンク部材１１Ｂ１との連結箇所における連結ピン１６と揺動シャフト１１Ｃとの軸間距離を長くとることができ、荷重検出手段１２に加えられる押圧力を小さくすることができる。
その結果、たとえバケット５の定格積載荷重が通常より大きく設定されている場合であっても、揺動シャフト１１Ｃの挿設される位置を変更することにより、通常の定格積載荷重に設定された荷重検出装置１０と同等の仕様（定格測定荷重）のランクからなる荷重検出手段１２を選定することができる。

また、リンク機構部１１の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、例えば第一・第二垂直リンク部材１１Ｂ１・１１Ｂ２を設けることなく、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の左端部において、連結ピン１６・１６を介して直接バケット５と連結されるような構成としてもよい。

また、第一水平リンク部材１１Ａ１および第二水平リンク部材１１Ａ２の構成についても、本実施形態に限定されるものではなく、例えば、さらに第三水平リンク部材や第四水平リンク部材等が別途設けられていてもよく、少なくとも二個以上の水平リンク部材が設けられていればよい。

さらに、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２を上下方向に揺動可能とする構成については、本実施形態のような揺動シャフト１１Ｃ・１１Ｃに限らず、例えば、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の下端を下方より突上げるようにして支持する突起状の支持部材を設けることとしてもよい。

荷重検出手段１２は、バケット５に加えられた積載荷重を検出して電気信号として制装置（図示せず）に送信するものであり、例えば市販の圧縮式ロードセル等により構成される。
荷重検出手段１２は、第一水平リンク部材１１Ａ１の右端部（垂直ポスト７側の端部）且つ前後方向中央部であって、図３（ｂ）に示すように、第一垂直リンク部材１１Ｂ１の直上において、第一水平リンク部材１１Ａ１の上面と接触させた状態にて配設される。
また、荷重検出手段１２は、図示せぬ制御装置と電気的に接続されている。

そして、後述するように、バケット５に積載荷重が加わると、第一水平リンク部材１１Ａ１には、揺動シャフト１１Ｃの軸心Ｇを中心にしてその右端部を上方へと揺動させようとする外力が働き、荷重検出手段１２を押圧する。
こうして、バケット５に加えられた積載荷重は、リンク機構部１１を介して荷重検出手段に１２に伝達され、当該荷重検出手段を押圧する押圧力として検出される。
また、荷重検出手段１２によって検出された積載荷重は、電気信号として制御装置（図示せず）に送信され、所定の演算処理が施される。

なお、荷重検出手段１２の構成については、本実施形態に限定されることはなく、例えば基体１５内部における各構成要素１１・１２・１３・１４の配置レイアウトや価格等を勘案し、引張式やピン式のロードセルを採用してもよい。

規制手段１３は、バケット５を上方に押しやる外力、即ち揺動シャフト１１Ｃの軸心Ｇを中心にして第二水平リンク部材１１Ａ２の右端部を下方へと揺動させようとする外力に抗して、基体１５に対する当該バケット５の位置を所定位置にて規制するものである。
規制手段１３は、例えば市販のショックアブソーバ等により構成され、第二水平リンク部材１１Ａ２の右端部（垂直ポスト７側の端部）且つ前後方向中央部であって、第一垂直リンク部材１１Ｂ１の直下において、第二水平リンク部材１１Ａ２の下面と接触させた状態にて配設される。

そして、このような構成を有することにより、例えば不意にバケット５の底面に障害物が衝突する等して、リンク機構部１１に対して、揺動シャフト１１Ｃの軸心Ｇを中心にして第二水平リンク部材１１Ａ２の左端部を下方に揺動させる外力が加わり、バケット５が上方に押しやられようとしても、規制手段１３が当該左端部に押圧され、且つ押圧された直後の衝撃を吸収しつつ下方に若干縮退して留まることにより、第二水平リンク部材１１Ａ２の姿勢は保持される。
こうして、基体１５に対するバケット５の位置は、規制手段１３によって所定位置にて規制される。

なお、規制手段１３の構成については、本実施形態のものに限定されることはなく、例えば、弾性ゴムや圧縮コイルバネ等からなる付勢部材、または熱可塑性樹脂等からなるストッパーなどにより構成することとしてもよい。

自重保持手段１４は、バケット５の自重、即ち揺動シャフト１１Ｃの軸心Ｇを中心にして第一水平リンク部材１１Ａ１の右端部を上方へと揺動させようとする外力に抗して、基体１５に対するバケット５の位置を所定位置に保持するものである。
自重保持手段１４は、例えば圧縮コイルバネ等により構成され、第一水平リンク部材１１Ａ１の右端部（垂直ポスト７側の端部）において、第一水平リンク部材１１Ａ１の上面と接触させつつ、常に下方に向かって付勢させた状態にて配設される。

そして、このような構成を有することにより、例えバケット５の自重によって、揺動シャフト１１Ｃの軸心Ｇを中心にして第一水平リンク部材１１Ａ１の右端部を上方へと揺動させようとする外力が働いたとしても、自重保持手段１４の付勢力によって第一水平リンク部材１１Ａ１の姿勢は保持される。
こうして、バケット５の自重による影響は、自重保持手段１４によって打ち消され、基体１５に対するバケット５の位置は所定位置にて規制される。

なお、自重保持手段１４の構成については、本実施形態のものに限定されることはなく、例えば、油圧式の小型シリンダなどにより構成することとしてもよい。

また、自重保持手段１４は、荷重検出装置１０における必須の構成要素ではなく、例えば、当該自重保持手段１４を設けることなく、常に荷重検出手段１２によって、リンク機構部１１に伝達されるバケット５の自重を保持する構成としてもよい。
しかしながら、本実施形態のように、自重保持手段１４を設けることで、荷重検出手段１２に加わる外力を、バケット５の自重分だけ減少させることができることから、荷重検出手段１２の仕様を選定する上で定格測定荷重のランクを下げることができ経済的であり、また荷重検出手段１２の試用期間の延長化を図ることもできるため、より好ましい。

基体１５は、荷重検出装置１０の基部となるものである。
基体１５は、例えば垂直ポスト７に支承されるボス部１５Ａ、および当該ボス部１５Ａよりバケット５側に向かって延設される矩形箱状の筐体部１５Ｂなどにより構成される。
また、筐体部１５Ｂのバケット５側の側面は開放されている。

そして、筐体部１５Ｂの内部には、前述したリンク機構部１１、荷重検出手段１２、規制手段１３、および自重保持手段１４などが各々配設されるとともに、当該リンク機構部１１のバケット５側の一部、即ち支持部材１１Ｅは、筐体部１５Ｂの内部より外部にはみ出しバケット５と固設されている。

このような構成を有することにより、荷重検出装置１０は、基体１５のボス部１５Ａを介して、垂直ポスト７と水平旋回可能に連結される。また、荷重検出装置１０は、基体１５の筐体部１５Ｂに配設されたリンク機構部１１を介して、バケット５と固設される。
つまり、バケット５は、荷重検出装置１０を介して、垂直ポスト７と水平旋回可能に連結される。

そして、本実施形態においては、バケット５側に荷重検出手段１２を設けるのではなく、基体１５の内部に荷重検出手段１２を設けて荷重検出を行うことから、例えば荷重検出手段１２を配設するための複雑な形状をバケット５側に設けるような必要もなく、バケット５の形状に拘らず当該バケット５に加えられた積載荷重を検出することができる。

以上のような構成からなる荷重検出装置１０によって、バケット５に加えられた積載荷重を検出する際のメカニズムについて、以下に説明する。
先ず始めに、バケット５には未だ積載荷重が加えられておらず、リンク機構部１１において、第一水平リンク部材１１Ａ１および第二水平リンク部材１１Ａ２は、自重保持手段１４の付勢力、および規制手段１３の抗力によって、ともに水平姿勢を保持された状態となっており、基体１５に対してバケット５が所定位置にて停止した状態となっている。

このような状態において、例えばバケット５に作業者等が搭乗したり、積載物が積載されたりするなどして、当該バケット５に積載荷重が加えられた場合、図４に示すように、当該積載荷重は、支持部材１１Ｅを介して第二垂直リンク部材１１Ｂ２を下方に押しやる外力としてリンク機構部１１に伝達される。

ここで前述したように、第二垂直リンク部材１１Ｂ２の両端部は、第一水平リンク部材１１Ａ１および第二水平リンク部材１１Ａ２の左端部と、各々回動可能に連結されていることから、第二垂直リンク部材１１Ｂ２を下方に押しやる外力は、これらの第一水平リンク部材１１Ａ１および第二水平リンク部材１１Ａ２の左端部に伝達される。

その結果、自重保持手段１４の付勢力に抗して、これらの第一水平リンク部材１１Ａ１および第二水平リンク部材１１Ａ２には、ともに揺動シャフト１１Ｃ・１１Ｃの軸心Ｇを中心としてその右端部を上方へと揺動させようとする外力が働き、第一水平リンク部材１１Ａ１の右端部によって荷重検出手段１２は押圧される。
こうして、バケット５に加えられた積載荷重は、リンク機構部１１を介して支持部材１１Ｅ、第二垂直リンク部材１１Ｂ２、第一・第二水平部材１１Ａ１・１１Ａ２と順に伝達され、当該荷重検出手段１２によって検出される。

ところで、本実施形態におけるリンク機構部１１は、所謂「ロバーバル構造」によって構築されており、バケット５に加えられた積載荷重をより精度よく正確に検出可能な構成となっている。

具体的には、例えばリンク機構部１１において、第二垂直リンク部材１１Ｂ２を有することなく、少なくとも第一水平リンク部材１１Ａ１の左端部にてバケット５が直接固設された構成とした場合、当該バケット５に加えられた積載荷重の作用点の位置（即ち、当該バケット５に搭乗した作業者等の位置や、当該バケット５に積載された積載物の位置など）によって、第一水平リンク部材１１Ａ１の左端部に発生するモーメントがそれぞれ相違することとなる。
その結果、揺動シャフト１１Ｃの軸心Ｇを中心にして第一水平リンク部材１１Ａ１の右端部を上方へと揺動させようとする外力の大きさは、積載荷重の作用点の位置が相違することによりその都度変化することから、バケット５に加えられた積載荷重を精度よく正確に検出するのは困難である。

これに対して、本実施形態のリンク機構部１１の構造であれば、バケット５に加えられた積載荷重は、第二垂直リンク部材１１Ｂ２を介して、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２の右端部にて、一旦モーメントとして働くところ、当該モーメントの水平成分に関する外力は、連結ピン１６によるリンク構造によって打ち消されて垂直成分のみの外力として働くこととなり、第一水平リンク部材１１Ａ１の左端部に発生するモーメントは、前記積載荷重の作用点の位置によって略変化することなく一定となる。
その結果、揺動シャフト１１Ｃの軸心Ｇを中心にして第一水平リンク部材１１Ａ１の右端部を上方へと揺動させようとする外力は、バケット５に加えられた積載荷重の作用点の位置によって略変化することなく一定となり、当該積載荷重を精度よく正確に検出することができる。

［荷重検出装置１１０（別実施形態）の構成］
次に、本発明の別実施形態における荷重検出装置１１０の具体的な構成について、図５を用いて説明する。
別実施形態における荷重検出装置１１０は、前述した荷重検出装置１０と略同等な構成を有する一方、リンク機構部１１１の構成において荷重検出装置１０と大きく相違する。
よって、以下の説明においては、主に荷重検出装置１０との相違点について記載し、当該荷重検出装置１０と同等な構成についての記載は省略する。

リンク機構部１１１は、図５（ａ）に示すように、例えば、矩形枠体状に連結された第一水平リンク部材１１１Ａ１、第二水平リンク部材１１１Ａ２、第一垂直リンク部材１１１Ｂ１、および第二垂直リンク部材１１１Ｂ２からなるリンク部材群と、基体１１５より当該リンク部材群を上下方向に揺動可能に軸支する揺動シャフト１１１Ｃと、を有して構成される。

具体的には、第一水平リンク部材１１１Ａ１は、矩形板状の部材からなり、左右方向（垂直ポスト１０７とバケット１０５との対向方向）に延出して配設される。
また、第二水平リンク部材１１１Ａ２は、矩形板状の部材からなり、第一水平リンク部材１１１Ａ１の下方において、左右方向に延出しつつ当該第一水平リンク部材１１１Ａ１と上下方向に対向して配設される。

一方、第一垂直リンク部材１１１Ｂ１・１１１Ｂ１は、矩形棒状部材からなり、これらの第一・第二水平リンク部材１１１Ａ１・１１１Ａ２の前後方向（第一・第二水平リンク部材１１１Ａ１・１１１Ａ２の延出方向との平面視直交方向）両側面の一端部（本実施形態においては右端部であって、垂直ポスト１０７側の端部）において、各々上下方向に延出して配設される。
また、第二垂直リンク部材１１１Ｂ２・１１１Ｂ２は、矩形棒状部材からなり、これらの第一・第二水平リンク部材１１１Ａ１・１１１Ａ２の前後方向両側面の他端部（本実施形態においては左端部であって、バケット１０５側の端部）において、各々上下方向に延出しつつ第一垂直リンク部材１１１Ｂ１と左右方向に対向して配設される。

そして、第一・第二水平リンク部材１１１Ａ１・１１１Ａ２の前後方向両側面の一端部と、第一垂直リンク部材１１１Ｂ１・１１１Ｂ１の両端部とは、連結ピン１１６・１１６を介して各々回動可能に連結される。
また、第一・第二水平リンク部材１１１Ａ１・１１１Ａ２の前後方向両側面の他端部と、第二垂直リンク部材１１１Ｂ２・１１１Ｂ２の両端部とは、連結ピン１１６・１１６を介して各々回動可能に連結される。

このような構成からなるリンク部材群（第一水平リンク部材１１１Ａ１、第二水平リンク部材１１１Ａ２、第一垂直リンク部材１１１Ｂ１、および第二垂直リンク部材１１１Ｂ２）において、第一水平リンク部材１１１Ａ１および第二水平リンク部材１１１Ａ２の左右方向中央部には、揺動シャフト１１１Ｃ・１１１Ｃが、ブッシング１１１Ｄ・１１１Ｄを介して各々直交方向に挿設されるとともに、これらの揺動シャフト１１１Ｃ・１１１Ｃの両端部は、基体１１５に固設されている。

そして、これらの第二垂直リンク部材１１１Ｂ２・１１１Ｂ２の上下方向中央部には、支持部材１１１Ｅ・１１１Ｅが各々左方側（即ち、バケット１０５側）に向かって延設されるとともに、これらの支持部材１１１Ｅ・１１１Ｅの延出端部は、バケット１０５（より具体的には、操縦装置１０５Ａ）の側面と固設される。
これにより、バケット１０５は、リンク機構部１１１を介して、揺動シャフト１１１Ｃの軸心Ｇを中心にして基体１５（換言すると、垂直ポスト７）に対して上下方向に揺動可能に支持される。

ここで、これらの第一・第二水平リンク部材１１１Ａ１・１１１Ａ２において、一対の揺動シャフト１１１Ｃ・１１１Ｃが挿設される位置は、左端側、即ちバケット１０５側に近接した位置に設けられる。
換言すると、これらの第一・第二水平リンク部材１１１Ａ１・１１１Ａ２において、第一垂直リンク部材１１１Ｂ１との連結箇所における連結ピン１１６と揺動シャフト１１１Ｃとの軸間距離（図５（ａ）中の寸法Ａ）は、第二垂直リンク部材１１１Ｂ２との連結箇所における連結ピン１１６と揺動シャフト１１１Ｃとの軸間距離（図５（ａ）中の寸法Ｂ）に比べて、長くなるように設定されている（寸法Ａ＞寸法Ｂ）。

このような構成を有することにより、図５（ｂ）に示すように、バケット１０５に積載荷重が加えられた場合、当該積載荷重によって第一水平リンク部材１１１Ａ１の右端部が荷重検出手段１１２を押圧する際の押圧力を、前述した荷重検出装置１０に比べて小さくすることができるため、荷重検出手段１１２に係る負担が低減され、当該荷重検出手段１１２を長期間に渡り使用することができる。
また、荷重検出手段１１２として採用する検出器（本実施形態においてはロードセル）の仕様（定格測定荷重）のランクを下げることができ、安価な検出器を採用することができる。

［総説］
以上のように、本実施形態によって具現化される高所作業車１は、伸縮ブーム４と、伸縮ブーム４の先端部に配置されるバケット５（または１０５）と、伸縮ブーム４とバケット５（１０５）とを連結するとともにバケット５（１０５）に加えられる積載荷重を検出する荷重検出装置１０（または１１０）と、を備える高所作業車であって、荷重検出装置１０（１１０）は、ロバーバル構造からなり、上下方向に平行に配置される少なくとも二本の第一リンク部材（本実施形態においては、第一水平リンク部材１１Ａ１（または１１１Ａ１）および第二水平リンク部材１１Ａ２（１１１Ａ２））を有するとともに、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２（１１１Ａ１・１１１Ａ２）の一端部においてバケット５（１０５）を支持するリンク機構部１１（または１１１）と、リンク機構部１１（１１１）を介して伝達される前記積載荷重を検出する荷重検出手段１２（または１１２）とを有し、リンク機構部１１（１１１）における第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２（１１１Ａ１・１１１Ａ２）の中途部を、上下方向に各々揺動可能に支持するように構成されている。

また、本実施形態において、リンク機構部１１（１１１）は、上下方向に延出し、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２（１１１Ａ１・１１１Ａ２）の両端部と各々回動可能に連結される二本の第二リンク部材（本実施形態においては、第一垂直リンク部材１１Ｂ１（または１１１Ｂ１）および第二垂直リンク部材１１Ｂ２（または１１１Ｂ２））と、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２（１１１Ａ１・１１１Ａ２）の延出方向中途部において、前記伸縮ブーム４より垂直ポスト７および基体１５を介して、第一・第二水平リンク部材１１Ａ１・１１Ａ２（１１１Ａ１・１１１Ａ２）を各々上下方向に揺動可能に各々支持する支持部材（本実施形態においては、揺動シャフト１１Ｃ（または１１１Ｃ））と、を有し、バケット５（１０５）を、一方の前記第二リンク部材（本実施形態においては、第二垂直リンク部材１１Ｂ２（１１１Ｂ２））より支持するように構成されている。

このように、本実施形態における荷重検出装置１０（１１０）においては、所謂「ロバーバル構造」によってリンク機構部１１（１１１）が構成されているため、前述したように、バケット５に加えられた積載荷重は、第二垂直リンク部材１１Ｂ２（１１１Ｂ２）を下方に押しやる外力としてリンク機構部１１に伝達され、第一水平リンク部材１１Ａ１（１１１Ａ１）の右端部を上方に突上げようとする外力が、バケット５に加えられた積載荷重の作用点の位置に拘らず略一定となる。

従って、本実施形態の荷重検出装置１０（１１０）によれば、第一水平リンク部材１１Ａ１（１１１Ａ１）の右端部による押圧力をバケット５に加えられた積載荷重として検知する荷重検出手段１２（１１２）によって、当該積載荷重の作用点の位置に拘らず、当該積載荷重を精度良く正確に検出することができる。
また、ＪＩＳ規格によれば、特にバケット５の床面（底面）の面積が１ｍ^２以上となる高所作業車１に対して、バケット５の荷重検出装置を実装させることが推奨されているところ、このような大型のバケット５を採用する高所作業車１であっても、本実施形態における荷重検出装置１０によれば、他に複雑な構成を有することなく当該バケット５に加えられた積載荷重を精度良く正確に検出することができる。

なお、前述したように、本実施形態の荷重検出装置１０（１１０）は、例えば起伏シリンダ６やレべリングシリンダ（図示せず）を用いて検出された各種モーメントに基づき、バケット５の積載荷重を間接的に算出するのと異なり、バケット５に加えられた積載荷重を直接的に検出する機能を具備することから、伸縮ブーム４の起伏角度や水平旋回角度等の影響を受け難く、当該積載荷重を精度良く正確に検出することができることは、言うまでもない。

また、別実施形態のリンク機構部１１１においては、第一・第二水平リンク部材１１１Ａ１・１１１Ａ２において、揺動シャフト１１１Ｃ・１１１Ｃが、これらの第一・第二水平リンク部材１１１Ａ１・１１１Ａ２の延出方向の中央部に対してバケット１０５側に近接した位置に配置され、これらの揺動シャフト１１１Ｃ・１１１Ｃを間に挟んで、バケット１０５側との反対側に荷重検出手段１１２を配置するように構成されている。

このような構成を有することにより、前述したように、バケット１０５に加えられた積載荷重によって第一水平リンク部材１１１Ａ１の右端部が荷重検出手段１１２を押圧する際の押圧力を小さくすることができるため、荷重検出手段１１２に係る負担が低減され、当該荷重検出手段１１２を長期間に渡り使用することができる。

以上のような構成からなる荷重検出装置１０、または荷重検出装置１１０を用いてバケット５（１０５）の積載荷重を検出することとすれば、例えば、橋梁点検車などのような転倒モーメントを考慮することなく、単にバケット５（１０５）の積載荷重のみによって作業車の動作可能領域を規制するように制御されている機種であっても、バケット５（１０５）が過積載の状態での作業を正確に判断して防止することができ、またバケット５の積載荷重が定格積載荷重に満たない場合にはそれを正確に判断し、従来よりも動作可能領域を広げることができる。

１ 高所作業車
４ 伸縮ブーム
５ バケット
１０ 荷重検出装置
１１ リンク機構部
１１Ａ１ 第一水平リンク部材（第一リンク部材）
１１Ａ２ 第二水平リンク部材（第一リンク部材）
１１Ｂ１ 第一垂直リンク部材（第二リンク部材）
１１Ｂ２ 第二垂直リンク部材（第二リンク部材）
１１Ｃ 揺動シャフト
１２ 荷重検出手段
１０５ バケット
１１０ 荷重検出装置
１１１ リンク機構部
１１１Ａ１ 第一水平リンク部材（第一リンク部材）
１１１Ａ２ 第二水平リンク部材（第一リンク部材）
１１１Ｂ１ 第一垂直リンク部材（第二リンク部材）
１１１Ｂ２ 第二垂直リンク部材（第二リンク部材）
１１１Ｃ 揺動シャフト
１１２ 荷重検出手段（検出手段）

Claims (3)

1. 伸縮ブームと、該伸縮ブームの先端部に配置されるバケットと、該伸縮ブームと該バケットとを連結するとともに該バケットに加えられる積載荷重を検出する荷重検出装置と、を備える高所作業車であって、
   前記荷重検出装置は、
   ロバーバル構造からなり、上下方向に平行に配置される少なくとも二本の第一リンク部材を有するとともに、前記第一リンク部材の一端部において前記バケットを支持するリンク機構部と、
   前記リンク機構部を介して伝達される前記積載荷重を検出する荷重検出手段とを有し、
   前記リンク機構部における前記少なくとも二本の第一リンク部材の中途部を、上下方向に各々揺動可能に支持する、
   ことを特徴とする高所作業車。
2. 前記リンク機構部は、
   上下方向に延出し、前記少なくとも二本の第一リンク部材の両端部と各々回動可能に連結される二本の第二リンク部材と、
   前記二本の第一リンク部材の延出方向中途部において、前記伸縮ブームより前記第一リンク部材を上下方向に揺動可能に各々支持する支持部材と、を有し、
   前記バケットを、一方の前記第二リンク部材より支持する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の高所作業車。
3. 前記第一リンク部材において、
   前記支持部材は、
   前記第一リンク部材の延出方向の中央部に対して前記バケット側に近接した位置に配置され、
   前記支持部材を間に挟んで前記バケット側との反対側に前記荷重検出手段を配置する、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の高所作業車。
   

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