JP3712568B2

JP3712568B2 - 作業車の作動規制装置

Info

Publication number: JP3712568B2
Application number: JP20994199A
Authority: JP
Inventors: 功一郎森; 一広太田; 正人小川; 文也百瀬; 昌伸齋藤; 元昭須田
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP2001031399A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は作業車の作動規制装置に関し、さらに詳細には、車体に伸縮且つ旋回動自在に設けられた伸縮ブームを有する自走式の作業車の作動規制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
造船工事において、高所作業を行なう高所作業車は車体幅方向に設けられた一対のホイール式走行体と、車体上に伸縮・起伏・旋回動自在に設けられたブームと、ブームの先端に設けられ作業者が搭乗可能な作業台とを有して構成されているものがある。作業台にはブームと走行体の作動を操作するブーム操作装置と走行体操作装置とが設けられており、これらの操作装置を手動操作することで、作業台を所望の位置に移動させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高所作業車が所定の傾斜角を越えた傾斜地に移動した場合、作業台が地面への当接を防止するため車両に設けられた警報ブザーが鳴り、作業台に搭乗した作業者の注意を喚起するが、ブームを伸長させた状態でのブームや走行体の作動規制はないので、ブームを倒伏作動させてブーム先端部に設けられた作業台が誤って地面に押し付けられて走行体の一部が地面から浮き上がり車両の制動力が低下したり、車両の進行方向が急激に変化し、及び車両が転倒する虞がある、という問題が生じる。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、高所作業車が所定の傾斜角の傾斜地に移動した場合に、作業台が地面に当接して走行体が浮き上がり、車両の制動力を低下させたり、車両の進行方向の急激な変化や、及び車両が転倒する虞を未然に防止する作業車の作動規制装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の作業車の作動規制装置は、走行可能な車体に起伏動且つ伸縮動自在なブーム（例えば、実施形態における伸縮ブーム１５）を有した作業車（例えば、実施形態における高所作業車１）の作動規制装置であって、ブームを起伏動させる起伏アクチュエータ（例えば、実施形態における起伏シリンダ１９）と、ブームを伸縮動させる伸縮アクチュエータ（例えば、実施形態における伸縮シリンダ１７）と、車体が載置された地面に対するブームの先端部の位置を算出するブーム先端位置算出手段（例えば、実施形態における作業台位置算出回路５３）と、車体が載置された地面にブームの先端部を当接させないで移動可能なブームの限界移動範囲を設定し、ブーム先端位置算出手段により算出されたブーム先端部位置が限界移動範囲を越える起伏アクチュエータ及び伸縮アクチュエータの作動を規制する作動規制手段（例えば、実施形態における作動規制回路５９）とを有している。
【０００６】
この装置によれば、ブーム先端部の位置がブーム先端位置算出手段により算出され、この算出されたブーム先端部位置が限界移動範囲を越える場合には、作動規制手段が起伏アクチュエータ及び伸縮アクチュエータの作動を規制する。このため、車両が載置された地面の傾斜角度に係わらずブームの先端部が地面に当接することを未然に防止することができ、ブームの先端部が地面に当接して車体を走行させる走行体が浮上して車体の制動力を低下させたり、車両の進行方向の急激な変化及び車両の転倒を未然に防止することができる。
【０００７】
また、第２の本発明に係る作動規制装置は、車体を走行させる走行手段（例えば、実施形態における前輪５、後輪７、走行モータ４７）を有し、ブーム先端部位置が限界移動範囲を越えているときは作動規制手段が走行手段の作動を規制する。ブーム先端部位置が限界移動範囲を越えている場合は、車体が載置された地面に作業台が当接し、走行手段の一部を浮上させる虞が大きいので、作動規制手段が走行手段の作動を規制することで、車両進行方向の急激な変化や車両の転倒を未然に防止することができる。
【０００８】
さらに、上記作動規制装置において、ブーム先端部算出手段は、ブームの伸長量を検出するブーム伸長検出手段と、車体に対するブームの起伏角度を検出するブーム起伏角検出手段と、車体の地面に対する傾斜角度を検出する傾斜検出手段とを備え、限界移動範囲は、傾斜検出手段により検出された車体の傾斜角度から検出された地面と平行で上方に所定距離を有する位置の仮想平面を設定することで設定される。この傾斜検出手段により検出された車体傾斜角度が所定の角度を超え、ブーム先端部が仮想平面を超えようとしているときには、作動規制手段により、起伏アクチュエータ及び伸縮アクチュエータの作動規制もしくは走行手段の作動規制を行うようにするのが好ましい。車両が限界移動範囲を超えようとしている状態で作業台が地面に当接して走行手段の一部が浮き上がったときに、車両進行方向の急激な変化や車両の転倒が生じやすいため、車体傾斜角が所定角度以上のときには、作動規制を行って作業台と地面との当接が生じるようなことを未然に防止したり、走行を規制したりするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１から図４に基づいて説明する。本実施の形態は車体の左右方向の両端部に一対の前輪と後輪を有した自走式の高所作業車の態様を示す。最初に本発明の作動規制装置を説明する前に、この作動規制装置を搭載した高所作業車を説明する。高所作業車１は、図１に示すように、車体３の前後の各左右方向の両端部に一対の前輪５と後輪７とを有している。前輪５は従動輪であるとともに車体３の左右方向に揺動可能に設けられ車両の進行方向を変える方向舵の機能を有している。一対の後輪７は駆動輪であり、各後輪７に接続された図示しない走行モータの駆動により一対の後輪７が回転駆動するように構成されている。尚、前輪５と後輪７との関係は前述したものに限るものではなく、前輪５を駆動輪とし後輪７を従動輪とし、また、前輪５と後輪７を共に駆動輪とすることもできる。
【００１０】
車体３の上部には旋回動自在な旋回台９が設けられ、旋回台９の下方の車体３内には旋回モータ１１が設けられている。この旋回モータ１１が作動することで旋回台９が旋回動するように構成されている。旋回台９の上部後側であってその左右方向の中央部には伸縮動自在な伸縮ブーム１５の基部が上下方向に揺動自在に枢結されている。伸縮ブーム１５はその基端部側から基端ブーム部材１５ａ・中間ブーム部材１５ｂ・先端ブーム部材１５ｃの３本のブーム部材を入れ子式に構成し、基端ブーム部材１５ａ内に伸縮シリンダ１７を内蔵し、この伸縮シリンダ１７を伸縮作動させることで伸縮ブーム１５が伸縮動するように構成されている。基端ブーム部材１５ａの下面側の側壁と旋回台９の上部間には起伏シリンダ１９が枢結されており、起伏シリンダ１９の伸縮作動により伸縮ブーム１５が起伏作動するように構成されている。旋回台９の後端下部には車両のバランスを保持するバランサウェイト２１が取り付けられている。
【００１１】
伸縮ブーム１５の先端部には作業者が搭乗可能な作業台２３が上下方向に揺動自在に設けられている。先端ブーム部材１５ｃと作業台２３間には図示しないレベリング装置が設けられており、伸縮ブーム１５の起伏角度に応じてレベリング装置が作動して作業台２３を常に水平状態に保持している。作業台２３には伸縮ブーム１５を起伏・伸縮・旋回動させるブーム操作装置２５と、車両の走行方向や走行速度を操作する走行操作装置２７が設けられている。尚、ブーム操作装置２５と走行操作装置２７は車体３の側部にも設けられており、これらの操作装置は、伸縮ブーム１５が起立した状態で車体３に格納されているときに伸縮ブーム１５を倒伏動させて作業者が作業台２３に搭乗する場合に主に使用される。また、ブーム操作装置２５と走行操作装置２７は遠隔操作が可能であり、地上にいる作業者がリモートコントロール装置を操作してブーム操作装置２５と走行操作装置２７を操作することができるように構成することもできる。
【００１２】
次に、作動規制装置４０を図２を使用して説明する。作動規制装置４０は車両が載置された地面に図１に示す作業台２３が当接しないように伸縮ブーム１５の作動源である伸縮シリンダ１７と起伏シリンダ１９の伸縮作動を規制したり、走行を規制したりする装置である。作動規制装置４０は、図２に示すように、ブーム操作装置２５と走行操作装置２７とブーム伸長量センサ４１とブーム起伏角センサ４３と車体傾斜角センサ４４とコントローラ４５と起伏シリンダ１９と伸縮シリンダ１７と走行モータ４７と作動制御弁４９とを有して構成されている。
【００１３】
ブーム操作装置２５と走行操作装置２７は前述したのでその説明は省略する。
ブーム伸長量センサ４１は図１に示す伸縮ブーム１５の伸長量を検出する機能を有し、伸縮ブーム１５に設けられ、コントローラ４５に電気的に接続されている。ブーム起伏角センサ４３は車体に対する伸縮ブーム１５の起伏角度を検出する機能を有し、車体傾斜角センサ４４は地面に対する車体の傾斜角度を検出する機能を有し、それぞれコントローラ４５に電気的に接続されている。
【００１４】
コントローラ４５は作動制御回路５１と作業台位置算出回路５３と限界移動範囲設定回路５５と判定回路５７と作動規制回路５９とを有して構成されている。作動制御回路５１はブーム操作装置２５と走行操作装置２７の操作信号に基づいて作動制御弁４９の作動を制御して起伏シリンダ１９・伸縮シリンダ１７・走行モータ４７の作動を制御する。作業台位置算出回路５３はブーム伸長量センサ４１とブーム起伏角センサ４３と車体傾斜角センサ４４との検出値に基づいて車両が載置された地面に対する作業台２３の位置を算出する機能を有する。ここで、車両が傾斜地に載置されている場合において作業台２３が地面に当接し易い部分は、レベリング機構が作業台２３を常に水平状態に保持していることを考慮すると、作業台２３の先端下部又は後端下部である。そこで、ここでは、作業台位置算出回路５３により算出される作業台２３の位置を作業台２３の先端下部として説明する。
【００１５】
図３は限界移動範囲設定回路５５により設定される作業台２３の限界移動範囲を説明するための図であり、同図に示すように、限界移動範囲設定回路５５は車両の載置された地面（水平面から傾斜角度θをなす面）に作業台２３が当接しないようにこの地面と平行であって上方へ所定の離間寸法Ｈを有する位置に仮想平面ａを設定し、この仮想平面ａを作業台２３の移動限界として設定する機能を有する。尚、傾斜角度θは任意の角度に対応でき水平面（θ＝０度）であっても、水平面に対して負角であってもよい。
【００１６】
図２に示す判定回路５７は作業台位置算出回路５３により算出された作業台２３の位置が限界移動範囲設定回路５５により設定された作業台２３の仮想平面ａを越えている（図１や図３に示す仮想平面ａよりも地面側に作業台２３の先端下部がある状態）か否かを判定する機能を有する。作動規制回路５９は作業台２３が仮想平面ａを越えている旨の判定回路５７による判定信号を受け取ったときに、ブーム操作装置２５からの操作信号のうち作業台２３が仮想平面ａを越える方向への操作信号に対応した作動制御回路５１による制御信号の出力を規制する機能を有する。起伏シリンダ１９・伸縮シリンダ１７・走行モータ４７には図示しない油圧管路を介して作動制御弁４９が接続されており、作動制御弁４９はコントローラ４５に電気的に接続されている。
【００１７】
次に、本発明の作動規制装置４０の作用を高所作業車１を走行移動させる場合について説明する。最初に、図１に示すように、水平な地面上にいる作業者が車体３に設けられたブーム操作装置（図示せず）を操作して伸縮ブーム１５を倒伏動させて作業台２３を地面の近傍に降下させ、作業者が作業台２３に搭乗する。更に詳細には、車体３内のブーム操作装置が操作されると、その操作信号が図２に示す作動制御回路５１に送られ、作動制御回路５１はその操作信号に基づいて起伏シリンダ１９と伸縮シリンダ１７に接続された作動制御弁４９の作動を制御して、起伏シリンダ１９と伸縮シリンダ１７の伸縮作動を制御する。この結果、図１に示す伸縮ブーム１５が倒伏作動して作業台２３が降下する。
【００１８】
このように車体３に設けられたブーム操作装置が操作されて伸縮ブーム１５が作動されると、図２に示すブーム伸長量センサ４１とブーム起伏角センサ４３により伸縮ブーム１５の伸長量と起伏角が検出され、これら伸長量検出値と起伏角検出値がコントローラ４５の作業台位置算出回路５３に送られる。作業台位置算出回路５３は伸長量検出値と起伏角検出値に基づいて作業台２３の先端下部の位置を算出し、算出された作業台２３の位置は判定回路５７に送られる。
【００１９】
更に、限界移動範囲設定回路５５は車体傾斜角センサ４４の検出値などから地面の位置を算出し、算出された地面と平行であって上方へ所定の離間寸法Ｈを有する位置に仮想平面ａを設定し、この仮想平面ａを下方に越える作業台２３の移動限界として設定する。仮想平面ａの位置情報は図２に示す判定回路５７に送られ、作業台位置算出回路５３により算出された作業台２３の現在位置と比較される。
【００２０】
ここで、例えば、作業者による降下する作業台２３の停止操作が遅れ、作業台２３の先端下部が仮想平面ａを越えようとすると、図２に示す判定回路５７が作業台位置算出回路５３により算出された作業台２３の位置情報と仮想平面ａの位置情報に基づいて作業台２３の位置が仮想平面ａを越えると判定し、この判定信号が作動規制回路５９に送られる。そして、作動規制回路５９が判定信号に基づいて作動制御回路５１から出力される仮想平面ａを越える作業台２３の作動制御信号の出力を規制する。この結果、作業台２３が地面の近傍で停止する。この結果、作業者が作業台２３に容易に搭乗することができる。
【００２１】
そして、作業台２３に搭乗した作業者が作業台２３内のブーム操作装置２５を操作して作業台２３を所望の高さまで上昇させることができる。ブーム操作装置２５の操作信号は図２に示す作動制御回路５１に送られ、作動制御回路５１はその操作信号に基づいて起伏シリンダ１９と伸縮シリンダ１７に接続された作動制御弁４９の作動を制御して、起伏シリンダ１９と伸縮シリンダ１７の伸縮作動を制御する。この結果、伸縮ブーム１５が起仰作動するとともに伸縮作動して作業台２３が作業者の指定する所望の位置に移動する。
【００２２】
また、作業者が走行操作装置２７を手動操作して車両を走行させることもできる。走行操作装置２７が操作されると、その操作信号が図２に示す作動制御回路５１に送られ、作動制御回路５１がその操作信号に基づいて走行モータ４７に接続された作動制御弁４９の作動を制御して、走行モータ４７の回転方向と回転数を制御する。この結果、車両が所定の速度で、例えば、図１に示すように水平面上を走行したり、図３に示すように水平面から傾斜面に移動して走行したりする制御が可能となる。このような傾斜面上においても図３に示すように傾斜面から所定の離間寸法Ｈを有して傾斜面に平行な仮想平面ａが設定される。尚、設定される仮想平面ａの範囲は少なくとも伸縮ブーム１５を全縮及び全伸長させるとともに傾斜面の近傍まで倒伏動させたときに、作業台２３の先端下部が仮想平面ａと交差する位置まであればよい。
【００２３】
ここで、傾斜面上を車両が走行しているときに作業台２３に搭乗している作業者が、ブーム操作装置２５を誤操作して作業台２３が仮想平面ａを越えようとすると、図２に示す判定回路５７が作業台位置算出回路５３により算出された作業台２３の位置情報と仮想平面ａの位置情報に基づいて作業台２３の位置が仮想平面ａを越えると判定し、この判定信号が作動規制回路５９に送られる。そして、作動規制回路５９が判定信号に基づいて作動制御回路５１から出力される仮想平面ａを越える作業台２３の作動制御信号の出力を規制する。この結果、作業台２３が傾斜面と当接することを未然に防止することができ、作業台２３が傾斜面に当接して車両の前輪又は後輪が浮き上がり車両の制動力を低下させたり、車両の進行方向の急激な変化及び車両の転倒する虞を未然に防止することができる。
【００２４】
尚、前述した実施の形態では、図２に示すコントローラ４５に作動規制回路５９を設けて、作業台２３の位置が仮想平面ａを越える起伏シリンダ１９と伸縮ブーム７の作動を規制したが、作業台２３の位置が仮想平面ａを越えようとするときに走行モータ４７の作動を規制するようにしても良い。この場合には、図４に示すように、作業台２３が仮想平面ａを越えたときに、図２に示す判定回路５７が判定信号を作動規制回路５９に送り、この判定信号に基づいて作動規制回路５９が走行操作装置２７から送られた車両の走行信号に対応し作動制御回路５１から出力される走行制御信号を遮断して、走行モータ４７の作動を停止させる。このため、作業台２３が図４に示すように傾斜面に当接したまま車両が走行を続けて、車両の進行方向が急激に変化したり、車両が転倒したりすることを未然に防止することができる。
【００２５】
なお、作業台２３が地面に当接したときに問題となるのは、車両が傾斜面を走行している場合であるので、車体傾斜センサ４４により検出された車体傾斜角が所定角度を超えて大きいときには、作業台２３が下動するような作動を規制したり、走行規制を行ったりするのが好ましい。
【００２６】
また、高所作業車１をトレーラに搭載して他の場所に搬送する場合、高所作業車１は次のようにしてトレーラに搭載される。即ち、伸縮ブーム１５を全縮且つ起伏角度が負角にならない状態で車体３に格納した後に、高所作業車１の積み込み方向に対して作業台２３を後側にして高所作業車１を走行させ、トレーラの後部から斜め下方に延出させた登降用の傾斜板上を登り、トレーラの荷台に高所作業車１が積み込まれる。ここで、傾斜板の傾斜角度は一般に大きく、高所作業車１が水平な地面から傾斜板上を走行し始めると作業台２３が水平な地面に当接する虞があるが、伸縮ブーム１５は全縮状態で且つ起伏角度が負角にならないように車体３に格納されているので、作業台２３が水平な地面に当接する虞はない。また、作業台２３は傾斜板の仮想平面ａよりも上方の位置にあるので、作動規制装置５９は作動せず伸縮ブーム１５の作動を規制したり、車両の走行が規制されることはない。このため、作業台２３が地面に当接することなく高所作業車１をトレーラの荷台に搭載することができる。
【００２７】
同様の理由から、例えば、図３に示すように、水平面から傾斜面に走行移動するときに、車両がまだ水平面にある状態でブーム先端の作業台２３が傾斜面と当接するとう問題が生じるおそれがある。このようなことから、走行可能となる最大傾斜面を想定し、この最大傾斜面に走行移動するときにも作業台２３が傾斜面に当接しないような伸縮ブーム１５の起伏角（この起伏角はブームの伸長量に応じて可変設定される）を設定し、伸縮ブーム１５の起伏角がこの設定起伏角以下のときには走行規制を行うようにしても良い。これにより、平坦路から坂道に走行移動するときに、作業台２３が地面と干渉するおそれがなくなり、スムーズな走行が可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の作業車の作動規制装置によれば、車体が載置された地面にブームの先端部を当接させないブームの限界移動範囲を設定し、限界移動範囲をブーム先端位置検出手段の傾斜検出手段により検出された車体の傾斜角度から検出された地面と平行で上方に所定距離を有する位置の仮想平面を設定し、さらにブーム先端位置算出手段により算出されたブーム先端部位置が限界移動範囲を越える起伏アクチュエータと伸縮アクチュエータの作動を作動規制手段が規制することで、車両が載置された地面にブームの先端部が地面に当接することを未然に防止することができ、ブームの先端部が地面に当接して車体を走行させる場合に走行体が浮上して車体の制動力を低下させたり、車両の進行方向の急激な変化、及び車両の転倒を未然に防止することができる。
【００２９】
また、車体を走行させる走行手段を有し、ブーム先端部位置が限界移動範囲を越えているときは作動規制手段が走行手段の作動を規制するようにしても良い。この場合には、作業台が地面に当接したまま走行することが防止され、車両進行方向の急激な変化や車両の転倒を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における作動規制装置を搭載した高所作業車の正面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における作動規制装置のブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態における作動規制装置の限界移動範囲設定回路により設定される限界移動範囲を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施の形態における作動規制装置の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１高所作業車（作業車）
３車体
５前輪（走行手段）
７後輪（走行手段）
１５伸縮ブーム（ブーム）
１７伸縮シリンダ（伸縮アクチュエータ）
１９起伏シリンダ（起伏アクチュエータ）
４０作動規制装置
４７走行モータ（走行手段）
５３作業車位置算出回路（ブーム先端部位置算出手段）
５９作動規制回路（作動規制手段）

Claims

走行可能な車体に起伏動且つ伸縮動自在なブームを有した作業車の作動規制装置であって、
前記ブームを起伏動させる起伏アクチュエータと、
前記ブームを伸縮動させる伸縮アクチュエータと、
車体が載置された地面に対する前記ブームの先端部の位置を算出するブーム先端部位置算出手段と、
前記車体が移動する際に該車体が載置された地面に前記ブームの先端部を当接させないで移動可能な前記ブームの先端部の限界移動範囲を設定し、前記ブーム先端部位置算出手段により算出されたブーム先端部位置が前記限界移動範囲を越える前記起伏アクチュエータ及び前記伸縮アクチュエータの作動を規制する作動規制手段とを有し、
さらに、前記ブーム先端部算出手段は、前記ブームの伸長量を検出するブーム伸長検出手段と、前記車体に対するブームの起伏角度を検出するブーム起伏角検出手段と、前記車体の地面に対する傾斜角度を検出する傾斜検出手段とを備え、
前記限界移動範囲は、前記傾斜検出手段により検出された車体の傾斜角度から検出された地面と平行で上方に所定距離を有する位置の仮想平面を設定することで設定される、ことを特徴とすることを特徴とする作業車の作動規制装置。
走行可能な車体に起伏動且つ伸縮動自在なブームを有した作業車の作動規制装置であって、
前記ブームを起伏動させる起伏アクチュエータと、
前記ブームを伸縮動させる伸縮アクチュエータと、
車体が載置された地面に対する前記ブームの先端部の位置を算出するブーム先端部位置算出手段と、
前記車体を走行させる走行手段と、
前記車体が移動する際に該車体が載置された地面に前記ブームの先端部を当接させないで移動可能な前記ブームの先端部の限界移動範囲を設定し、前記ブーム先端部位置算出手段により算出されたブーム先端部位置が前記限界移動範囲を越えているときは前記走行手段の作動を規制する作動規制手段とを有し、
さらに、前記ブーム先端部算出手段は、前記ブームの伸長量を検出するブーム伸長検出手段と、前記車体に対するブームの起伏角度を検出するブーム起伏角検出手段と、前記車体の地面に対する傾斜角度を検出する傾斜検出手段とを備え、前記限界移動範囲は、前記傾斜検出手段により検出された車体の傾斜角度から検出された地面と平行で上方に所定距離を有する位置の仮想平面を設定することで設定される、ことを特徴とする作業車の作動規制装置。
前記傾斜検出手段により検出された前記車体の傾斜角度が所定の角度を超えているときに、前記作動規制手段により、前記起伏アクチュエータ及び前記伸縮アクチュエータの作動規制もしくは前記走行手段の作動規制を行うことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の作業車の作動規制装置。