JP2570403Y2

JP2570403Y2 - 高所作業車の安全装置

Info

Publication number: JP2570403Y2
Application number: JP8118392U
Authority: JP
Inventors: 戸田　　光昭
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2007-11-25
Also published as: JPH0645997U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、高所作業車の安全装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に高所作業車は、車両上に起伏可能
に取り付けられたブームの先端部にバケットを上下方向
に回動可能に取付け、上記ブームを起伏シリンダにより
駆動するとともに、上記バケットをレベリングシリンダ
によって上記ブームの起伏動作の如何にかかわらず常時
水平状態に維持するようになっている。そして、このよ
うな高所作業車においては、例えば、特開昭６３ー１５
９７２３号公報に開示されるように、上記起伏シリンダ
とレベリングシリンダとにそれぞれ設けたモーメント検
出器の出力を加算して得られる加算モーメント値と、そ
の場合における実際のブームの起伏角とブーム長さとか
ら算出される転倒モーメントの限界値とを比較し、加算
モーメント値が限界値を越える場合にはモーメント値を
増加させる方向へのブーム操作を規制することで該高所
作業車の転倒を防止するようにした安全装置を備えてい
る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところが、従来のこの
種の安全装置は、その全てが上記バケットに作業員の体
重とか積載物の自重等による下向荷重に基づくモーメン
ト制御を基本とするものであるため、例えば、作業中に
一旦バケットを他の構造物に預けたまま、これを忘れて
そのままブームの縮小操作をして該バケットに上向荷重
がかかったような場合には、これを検知することができ
ず、場合によってはバケットの損傷に至るというような
ことも考えられる。

【０００４】そこで本考案は、高所作業車において、バ
ケットに上向荷重がかかった場合にこれを確実に検知し
てその損傷を未然に防止することができるような安全装
置を提供せんとしてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案ではかかる課題を
解決するための具体的手段として、図１及び図２に例示
するように、車両２上に起伏可能に取付けられたブーム
４の先端部に、該ブーム４の起伏軌跡面と平行な面で揺
動自在になるように取り付けられた連結部材５と、該ブ
ーム４の起伏動に拘わらず上記連結部材５の姿勢を一定
に維持するように該連結部材５とブーム４の先端部との
間に取り付けられたレベリングシリンダ８と、上記連結
部材５上にまたはその回りに水平首振り自在に取り付け
られたバケット６とを備えた高所作業車において、上記
レベリングシリンダ８にかかっているモーメント値を検
出するモーメント値検出手段１４と、上記バケット６の
首振り方位を検出する首振り方位検出手段１５と、上記
バケット６の首振り方位に対応して予じめ定められたモ
ーメントに関する設定値を記憶させた記憶手段３１と、
上記首振り方位検出手段１５からの信号を受信して現在
のバケット６の首振り方位に対応した上記記憶手段３１
の設定値を用いて設定モーメント値を算出する算出手段
３２と、上記モーメント値検出手段１４によって検出さ
れた実測モーメント値の絶対値と上記算出手段３２によ
り算出された設定モーメント値の絶対値とを比較し前者
の値が後者の値よりも小さくなった場合に操作規制信号
を出力する信号出力手段２５と、該信号出力手段２５か
らの操作規制信号を受けて少なくとも上記ブーム４の実
測モーメント値の絶対値を減少させる方向への操作を規
制する操作規制手段２７とを備えたことを特徴としてい
る。

【０００６】

【作用】本考案ではかかる構成とすることにより、バケ
ット６の首振り方位が変化する毎にこの首振り方位に対
応した設定モーメント値が算出される。そして、ある首
振り方位においてバケット６に上向荷重がかかりこれを
支持するレベリングシリンダ８のモーメント値が変化し
た場合(即ち、該レベリングシリンダ８に圧縮力として
正方向のモーメントがかかる場合にはその実測モーメン
ト値が減少変化し、引張力として負方向のモーメントが
かかる場合にはその実測モーメント値が増大変化した場
合)には、上記設定モーメント値の絶対値と上記実測モ
ーメント値の絶対値とが比較され、該実測モーメント値
の絶対値が設定モーメント値の絶対値よりも小さくなっ
た場合には信号出力手段２５から操作規制信号が出力さ
れ、操作規制手段２７をして、少なくとも上記実測モー
メント値の絶対値を減少させる方向(即ち、上記バケッ
ト６にかかる上向荷重を増加させる方向)へのブーム操
作が規制される。

【０００７】

【考案の効果】従って、本考案の高所作業車の安全装置
によれば、バケット６に上向き荷重がかかった場合には
これを検知してブーム４の操作が規制され、それ以上に
上向荷重がかかるのが防止されることから、該バケット
６に過大な上向荷重がかかってこれが損傷するというよ
うなことが未然に且つ確実に防止され、高所作業車１の
操作上の安全性及び信頼性が高められるという効果が奏
せられるものである。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の高所作業車の安全装置を添付
図面に基づいて具体的に説明すると、図２には本考案の
実施例にかかる安全装置を備えた高所作業車１が示され
ている。この高所作業車１は、クローラ型の車両２の上
部に旋回可能に搭載された旋回台３に対して伸縮式のブ
ーム４を起伏可能に取付け且つこれを該ブーム４と上記
旋回台３との間に配置した起伏シリンダ７により起伏駆
動させるようにしている。さらに、上記ブーム４の先端
部には、連結部材５が上下方向に回動可能に取り付けら
れ且つ上記ブーム４との間に配置したレベリングシリン
ダ８によって駆動されるとともに、該連結部材５にはバ
ケット６が３６０°の範囲内で首振り(旋回)可能に取付
けられている。そして、このバケット６は、上記ブーム
４の起伏動のいかんに拘わらず常時その上面６aが水平
状態を維持する如く上記レベリングシリンダ８により姿
勢が制御される。

【０００９】この高所作業車１には、荷重に対する安全
装置として、後述する第１の安全装置Ｘと第２の安全装
置Ｙ(図３参照)とを備えている。第１の安全装置Ｘは、
従来公知のもので、上記バケット６にかかる下向荷重Ｗ
(即ち、作業員の体重とか積み込まれた作業用機器の重
量等)との関連において、高所作業車１全体としての転
倒モーメントを監視し、転倒モーメントが限界値を越え
るような場合には、該転倒モーメントをさらに増大させ
るような方向への上記ブーム４の操作を規制しもって高
所作業車１の転倒を未然に防止するものである。第２の
安全装置Ｙは、本考案がその対象とするものであって、
上記バケット６に所定以上の上向荷重Ｆがかかった場合
に該上向荷重Ｆが増大する方向への上記ブーム４の操作
を規制しもって該バケット６の損傷を未然に防止するた
めのものである。

【００１０】そして、この二つの安全装置Ｘ,Ｙの構成
部材として、上記ブーム４にはその起伏角を検出するブ
ーム起伏角検出器１１とブーム長さを検出するブーム長
さ検出器１２とが、また上記起伏シリンダ７とレベリン
グシリンダ８にはこれらにかかるモーメント値を検出す
る起伏シリンダモーメント値検出器１３とレベリングシ
リンダモーメント値検出器１４(実用新案登録請求の範
囲中のモーメント値検出手段に該当する)とが、さらに
上記バケット６にはその首振り方位を検出する首振り方
位検出器１５(実用新案登録請求の範囲中の首振り方位
検出手段に該当する)がそれぞれ設けられるとともに、
これら各検出器からの信号を受けて所定の操作規制信号
を出力するコントロールユニット２０と、該操作規制信
号を受けてブーム作動用油圧アクチュエータ(具体的に
は上記起伏シリンダ７とブーム４に内蔵された伸縮シリ
ンダ(図示省略))の操作を規制する油圧操作規制手段２
６,２７と警報手段２８とを備えている。

【００１１】以下、この第１の安全装置Ｘと第２の安全
装置Ｙの構成及び作動について、図３及び図４を参照し
て具体的に説明する。

【００１２】第１の安全装置Ｘは、起伏シリンダ７に作
用するモーメント値とレベリングシリンダ８に作用する
モーメント値とを加算した加算モーメント値によってそ
の時点での高所作業車１全体の転倒モーメント値が求め
られることを利用したものであって、図３に示すよう
に、情報入力要素として上記ブーム起伏角検出器１１と
ブーム長さ検出器１２と起伏シリンダモーメント値検出
器１３とレベリングシリンダモーメント値検出器１４と
を、情報処理要素としてコントロールユニット２０に内
蔵された第１限界値出力器２１と加算器２３と第１比較
器２４とを、さらに作動要素として第１油圧操作規制手
段２６と警報手段２８とを備えている。

【００１３】そして、この第１安全装置Ｘにおいては、
ブーム起伏角検出器１１とブーム長さ検出器１２とで検
出される現在の起伏角とブーム長さの条件下で高所作業
車１を転倒させることなく安全に作業を行うことのでき
るモーメント値の限界値に対応した信号Ａ₁を第１限界
値出力器２１から第１比較器２４へ出力させる一方、起
伏シリンダモーメント値検出器１３により検出される起
伏シリンダモーメント値とレベリングシリンダモーメン
ト値検出器１４により検出されるレベリングシリンダモ
ーメント値とを加算器２３で加算して現在の実測モーメ
ント値に対応した信号Ａ₂を第１比較器２４へ出力させ
る。さらに、この第１比較器２４においては、この信号
Ａ₁と同Ａ₂とを比較し、信号Ａ１＜信号Ａ₂である場合
(即ち、これ以上モーメント値が増加すると転倒の危険
性があると判断される場合)にのみ操作規制信号Ａ₃を出
力し、第１油圧操作規制手段２６をしてブーム４の伸長
操作及び倒伏操作(即ち、モーメント値を増加させる方
向に作用するブーム４の操作)を規制せしめるととも
に、警報手段２８をして所定の警報を発しめるものであ
る。従って、運転者は直ちに上記モーメント値を減少さ
せる方向の操作、即ち、ブーム４の縮小操作あるいはブ
ーム４の起仰操作を行うことで高所作業車１を迅速に安
全サイドに至らしめることができるものである。

【００１４】尚、上記限界値は、ブーム起伏角とブーム
長さに対応して複数種類用意されるものであり、例えば
これをブーム起伏角とブーム長さをパラメータとするマ
ップとして備えるとか、ブーム起伏角とブーム長さに応
じて演算にて求める等の方法が考えられる。

【００１５】第２の安全装置Ｙは、例えば、バケット６
を他の構造物の上に一旦預けた状態でブーム４の縮小操
作とか倒伏操作を行うとバケット６に過大な上向荷重Ｆ
がかかってこれを損傷させるに至るということも考えら
れるため、このような操作を未然に規制してバケット６
の損傷を防止せんとするものであって、図３に示すよう
に、情報入力要素としてレベリングシリンダモーメント
値検出器１４と首振り方位検出器１５を、情報処理要素
としてコントロールユニット２０に内蔵された第２限界
値出力器２２と第２比較器２５とを、さらに作動要素と
して第２油圧操作規制手段２７と警報手段２８とを備え
ている。尚、この第２限界値出力器２２は、実用新案登
録請求の範囲中の記憶手段３１及び算出手段３２に該当
する。

【００１６】ここで、この第２の安全装置Ｙの制御思想
を説明すると次の通りである。即ち、上記バケット６に
上向荷重Ｆがかかったとしてもこれが直ちにバケット６
に強度上の悪影響を与えるものではなく、バケット６に
かかる下向荷重Ｗの大きさによって異なるものである。
これを、上記レベリングシリンダ８に圧縮力がかかる場
合(即ち、図２に実線図示するようにバケット６が連結
部材５の支点ピン９よりもレベリングシリンダ８側に位
置し、該支点ピン９回りに＋Ｍで示す正方向のモーメン
トがかかるような首振り方位である場合。以下、これを
第１の状態という)と、引張力がかかる場合(即ち、図２
に鎖線図示するようにバケット６が連結部材５の支点ピ
ン９よりも反レベリングシリンダ８側に位置し、該支点
ピン９回りに−Ｍで示す負方向のモーメントがかかるよ
うな首振り方位である場合。以下、これを第２の状態と
いう)とに別けて説明する。

【００１７】第１の状態においては、バケット６になん
ら下向荷重Ｗがかかっていない無負荷時には、上記レベ
リングシリンダ８は該バケット６の自重モーメントＭs
を圧縮力として支持している。従って、バケット６に上
向荷重Ｆがかかって上記自重モーメントＭsが減少変化
しても、これがＭs＝０となるまでの範囲においては上
記上向荷重Ｆはバケット６の自重による撓みを抑制する
方向に作用し、該バケット６になんら強度上の悪影響を
及ぼすものではない。

【００１８】これに対して、上記バケット６に下向荷重
Ｗがかかっている場合には、上記レベリングシリンダ８
は上記レベリングシリンダ８の自重と上記下向荷重Ｗと
により発生するモーメントＭtを圧縮力として支持す
る。この状態において上向荷重Ｆがかかったとしても、
該上向荷重Ｆによる上向きのモーメントが上記下向荷重
Ｗによるモーメントと釣り合うまで(即ち、レベリング
シリンダ８が上記自重モーメントＭsを支持する状態に
なるまで)の範囲ではこの上向荷重Ｆは下向荷重Ｗによ
るバケット６の撓みを抑えてこれを保護する方向に作用
し、該バケット６になんら強度上の悪影響を及ぼすもの
ではなく、またこの釣り合い状態からさらに上向荷重Ｆ
が増加してもそのモーメントが上記モーメントＭtと釣
り合うまでの範囲においてはさらにバケット６の自重に
よる撓みを抑制する方向に作用し、上記と同様にバケッ
ト６に強度上の悪影響を及ぼすものではない。

【００１９】一方、第２の状態においては、上記レベリ
ングシリンダ８にはバケット６側のモーメントが上記第
１の場合とは逆方向に作用し、該レベリングシリンダ８
はこれを引張力として支持する。そして、この状態にお
いて上向荷重Ｆがかかった場合、上記モーメントが減少
変化すること、及びこの上向荷重Ｆがバケット６に及ぼ
す影響に関しては上記第１の状態の場合と同様である。

【００２０】尚、上記バケット６の自重モーメントＭs
の値は同じ第１の状態あるいは第２の状態であっても該
バケット６の首振り方位に応じて変化するものである。

【００２１】以上のことを勘案すれば、上向荷重Ｆがか
かったとしてブーム４の操作を規制する場合の判断基準
となるモーメント値、即ち、限界値を、該バケット６の
首振り方位毎に自重モーメントＭsの絶対値に設定して
おき、該自重モーメントＭsの絶対値と、現在の首振り
方位におけるレベリングシリンダ８の実測モーメント値
の絶対値とを監視すれば、例えば、実測モーメント値の
絶対値が自重モーメントＭsの絶対値よりも小さくなっ
た場合にこれを“バケット６への上向荷重Ｆの負荷"と
して確実に検知することができると言える。

【００２２】尚、この実施例においては、上記限界値が
実用新案登録請求の範囲中の設定値に該当するが、この
限界値は上述のように無負荷時におけるバケット６の自
重モーメントＭsに設定することに限定されるものでは
なくて、例えば、モーメント０〜モーメントＭsの範囲
の値であればなんらバケット６に強度上の悪影響を及ぼ
すことがないため任意に設定できるが、上記のように自
重モーメントＭsに設定した場合には、上向荷重Ｆがか
かったことをより早い段階で検出できるという利点があ
る。

【００２３】このような制御思想の下に、この実施例に
おける第２の安全装置Ｙにおいては、図３に示すよう
に、レベリングシリンダモーメント値検出器１４から現
在のモーメント値に対応した信号Ｂ₁と、首振り方位検
出器１５により検出される現在のバケット６の首振り方
位に対応して第２限界値出力器２２で求められる限界値
に対応する信号Ｂ₂とをそれぞれ第２比較器２５に入力
する。そして、この第２比較器２５において両者を比較
し、信号Ｂ₁＞信号Ｂ₂である場合に初めて操作規制信号
Ｂ₃を出力し、第２油圧操作規制手段２７をして上記レ
ベリングシリンダ８が支持するモーメント値をさらに減
少させる方向のブーム操作、具体的にはブーム４の縮小
操作及びブーム４の倒伏操作を規制せしめるとともに、
警報手段２８をして所定の警報を発しせしめるものであ
る。これにより、運転者は直ちに上記モーメント値を増
加させる方向の操作、即ち、ブーム４の伸長操作あるい
はブーム４の起仰操作を行うことで高所作業車１をその
バケット６が他の構造物と干渉しない安全な状態に至ら
しめることができるものである。

【００２４】以上の制御を、図３のブロック図と図４の
フロ−チャ−トとに基づいて説明すると、制御開始後、
先ずステップＳ１において、各検出器１１〜１５から現
在のブーム起伏角、ブーム長さ等の制御情報を読み込
む。次に、第１限界値出力器２１において現在のブーム
起伏角とブーム長さとに応じた起伏シリンダモーメント
の限界値Ｍaを読み出す(ステップＳ２)とともに、加算
器２３において現在の起伏シリンダモーメント値Ｍ₁と
レベリングシリンダモーメント値Ｍ₂とを加算して加算
モーメント値Ｍ₀を求める(ステップＳ３)。

【００２５】然る後、第１比較器２４において、上記限
界値Ｍaと加算値Ｍ₀とを比較する(ステップＳ４)。そし
て、Ｍa≦Ｍ₀である場合には、高所作業車１が転倒する
おそれがあるため、この場合には第１油圧操作規制手段
２６を作動させて所定のブーム操作を規制するととも
に、警報手段２８により警報を発する(ステップＳ５及
びステップＳ６)。このステップＳ５及びステップＳ６
の制御は、運転者による適正な転倒モーメントの低減操
作が完了するまで継続される。以上が第１の安全装置Ｘ
の制御である。

【００２６】一方、ステップＳ４でＭa＞Ｍ₀と判定され
た場合に初めて第２の安全装置Ｙの制御に移行する。即
ち、この場合には、先ずステップＳ７において、首振り
方位に対応したレベリングシリンダモーメントの限界値
Ｍbを第２限界値出力器２２から読み出すとともに、ス
テップＳ８において該限界値Ｍbの絶対値「｜Ｍb｜」とレ
ベリングシリンダ８の実測モーメント値Ｍ₂の絶対値｜
Ｍ₂｜とを比較する。

【００２７】そして、「｜Ｍb｜≦｜Ｍ₂｜」である場合に
は、バケット６に上向荷重Ｆはかかっていないと判断さ
れるためそのまま制御をリターンさせるが、「｜Ｍb｜＞
｜Ｍ₂｜」である場合には、上向荷重Ｆがかかっていると
判断されるため、この場合には、第２油圧操作規制手段
２７を作動させて所定のブーム操作を行わしめるととも
に、警報手段２８をして警報を発しせしめる(ステップ
Ｓ９及びステップＳ１０)。このステップＳ９及びステ
ップＳ１０の制御は、運転者による適正な操作が完了す
るまで継続される。これで第２の安全装置Ｙの制御が完
了する。

【００２８】以上のような第１の安全装置Ｘと第２の安
全装置Ｙの制御が繰り返されることで、高所作業車１は
転倒の危険性もなく、またバケット６を不用意に損傷さ
せるという危険性もなく、より安全な運転が可能となる
ものである。

【００２９】尚、この実施例においては第２安全装置Ｙ
の操作規制基準となる限界値をバケット６の首振り方位
のみに基づいて設定するようにしているが、これは上記
レベリングシリンダ８の負荷状態に影響を与える要素と
してバケット６の首振り方位とブーム４の起伏角とが考
えられるものの、後者による影響は前者によるそれに比
して極めて小さく現実的には無視し得るとの認識に基づ
くものである。従って、本考案の他の実施例において
は、例えばバケット６の首振り方位とブーム４の起伏角
の両者に基づいて上記限界値を設定するようにすること
もでき(図３の破線矢印参照)、かかる構成とした場合に
は上記実施例の場合よりもさらに精度の良い制御が可能
になるという利点が得られるものである。

【００３０】また、上記実施例においては、バケット６
に上向荷重がかかったと判断された場合には、この上向
荷重をさらに増大させる方向へのブーム操作を規制する
ようにしているが、本考案はこれに限定されるものでは
なく、例えば、上向荷重がかかったと判断された場合に
その時点で該上向荷重を増大させる方向への操作を含む
全てのブーム操作を規制するようにし、安全を確認した
上でリセット操作をし、改めてブーム操作を続行するよ
うに構成することもできるものである。

【００３１】さらに、上記実施例においてはバケット６
に対する上向荷重の負荷の判断を、上記限界値の絶対値
と実測モーメント値の絶対値との比較によって行うよう
にしているが、正方向のモーメントが作用する場合と負
方向のモーメントが作用する場合とはバケット６の首振
り方位により一律に決定されるものであることから、絶
対値をとることなく限界値と実測モーメント値とをその
まま比較して、例えば正方向のモーメントが作用する首
振り方位においては限界値よりも実測モーメント値が小
さくなった場合に、また負方向のモーメントが作用する
首振り方位においては限界値よりも実測モーメント値が
大きくなった場合に、それぞれ“上向荷重の負荷"と判
断することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のクレーム対応図である。

【図２】本考案の実施例にかかる安全装置を備えた高所
作業車の全体図である。

【図３】本考案の実施例にかかる安全装置の機能ブロッ
ク図である。

【図４】本考案の実施例にかかる安全装置の制御フロ−
チャ−ト図である。

【符号の説明】

１は高所作業車、２は車両、３は旋回台、４はブーム、
５は連結部材、６はバケット、７は起伏シリンダ、８は
レベリングシリンダ、９は支点ピン、１１はブーム起伏
角検出器、１２はブーム長さ検出器、１３は起伏シリン
ダモーメント値検出器、１４はレベリングシリンダモー
メント値検出器、１５は首振り方位検出器、２０はコン
トロールユニット、２１は第１限界値出力器、２２は第
２限界値出力器、２３は加算器、２４は第１比較器、２
５は第２比較器、２６は第１油圧操作規制手段、２７は
第２油圧操作規制手段、２８は警報手段である。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車両(２)上に起伏可能に取付けられたブ
ーム(４)の先端部に、該ブーム(４)の起伏軌跡面と平行
な面で揺動自在になるように取り付けられた連結部材
(５)と、該ブーム(４)の起伏動に拘わらず上記連結部材
(５)の姿勢を一定に維持するように該連結部材(５)とブ
ーム(４)の先端部との間に取り付けられたレベリングシ
リンダ(８)と、上記連結部材(５)上にまたはその回りに
水平首振り自在に取り付けられたバケット(６)とを備え
た高所作業車において、上記レベリングシリンダ(８)にかかっているモーメント
値を検出するモーメント値検出手段(１４)と、上記バケット(６)の首振り方位を検出する首振り方位検
出手段(１５)と、上記バケット(６)の首振り方位に対応して予じめ定めら
れたモーメントに関する設定値を記憶させた記憶手段
(３１)と、上記首振り方位検出手段(１５)からの信号を受信して現
在のバケット(６)の首振り方位に対応した上記記憶手段
(３１)の設定値を用いて設定モーメント値を算出する算
出手段(３２)と、上記モーメント値検出手段(１４)によって検出された実
測モーメント値の絶対値と上記算出手段(３２)により算
出された設定モーメント値の絶対値とを比較し前者の値
が後者の値よりも小さくなった場合に操作規制信号を出
力する信号出力手段(２５)と、該信号出力手段(２５)からの操作規制信号を受けて少な
くとも上記ブーム(４)の実測モーメント値の絶対値を減
少させる方向への操作を規制する操作規制手段(２７)
と、を備えたことを特徴とする高所作業車の安全装置。