JP3735478B2

JP3735478B2 - 高所作業車の安全装置

Info

Publication number: JP3735478B2
Application number: JP37313298A
Authority: JP
Inventors: 典久高橋; 紀好中島; 健司亀井; 英明金子
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP2000198698A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高所作業車の安全装置に関し、さらに詳細には、車体上に伸縮、起伏且つ旋回動自在に設けられたブームに作用するモーメントの大きさにより伸縮ブームの作動範囲を規制する高所作業車の安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高所作業を行なうものとして、車体上に起伏自在な作業装置を有する作業車として、例えば、クレーン車や高所作業車等を例示することができる。このうち高所作業車は、車体上に旋回動自在な旋回台と、この旋回台上に油圧シリンダによって起伏動及び伸縮動自在に設けられたブームと、このブームの先端部に作業者が搭乗して常時水平状態が維持される作業台とを有しているものがある。作業台に搭乗した作業者は作業台に設けられた操作装置を使用してブームの作動を操作する。
【０００３】
また、高所作業車には、ブームの作動により車両の重心が移動して車両が不安定になるのを防止するためのアウトリガジャッキが車体の幅方向に設けられ、高所作業を行なう際にはこのアウトリガジャッキを張り出して車両を安定支持する。しかしながら、ブームが作動すると車体を転倒させる方向へ作用する転倒モーメントにより車両を転倒させる虞が生じるため、転倒モーメントが許容転倒モーメントを越えないように、ブームの旋回位置や起伏角度やブーム伸長量等に応じたモーメントを検出し、この検出モーメントが許容転倒モーメントを越えたときにブームの作動を規制するモーメントリミッタ（以下、「安全装置」と記す。）が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高所作業中において検出モーメントの値が変動して大きくなり安全装置がブームの全作動を規制した場合、この検出モーメント値の変化の原因が荷物の積み過ぎによるものなのか、又はブームが建造物等に押し付けられたことによるものなのかについて安全装置は判断できない。従って、ブームの作動規制を解消するための手段を作業者が容易に決定できず試行錯誤になる。また、ブームが作動中はその動荷重によるモーメントも検出するので、一時的に検出モーメントが許容転倒モーメントを越えたときでも安全装置がブームの作動を規制して作業効率を低下させる、という問題が生じる。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ブームの作動が規制された場合、作動規制の原因を容易に判定することができ、且つその作動規制の解消手段を容易に特定できる安全装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【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高所作業車の安全装置は、車体と、車体上に設けられ少なくとも起伏動自在なブーム（例えば、実施形態における伸縮ブーム９）と、ブームの先端部に作用する荷重により車体を転倒させる方向に作用するモーメントを検出するモーメント検出手段（例えば、実施形態における起伏角センサ３３、伸長センサ３５、旋回角センサ３７、軸力センサ３９、モーメントセンサ４０）と、ブームの先端部に作用する荷重を受けて車体に作用するモーメントの許容値である許容転倒モーメントを設定する転倒モーメント設定手段（例えば、実施形態における第１メモリ６５）と、ブームの先端部に定格荷重を作用させたときに少なくともブーム及び車体の破損強度の許容値である許容強度モーメントを設定する強度モーメント設定手段（例えば、実施形態における第２メモリ６７）と、モーメント検出手段により検出された検出モーメントが転倒モーメント設定手段に設定された許容転倒モーメント及び強度モーメント設定手段に設定された許容強度モーメントのいずれかを越えている場合にはブームの転倒モーメント増大方向への作動を規制するブーム作動規制手段（例えば、実施形態におけるコントローラ４３）とを有することが好ましい。
【０００７】
検出モーメントが許容転倒モーメントを越えている場合にはブーム作動規制手段がブームの転倒モーメント増大方向への作動を規制するので、車両の転倒や伸縮ブーム等の損傷を未然に防止することができる。
【０００８】
ブーム作動規制手段はブームが作動状態又は停止状態にあるか否かを判定するブーム作動状態判定手段を有し、転倒モーメント設定手段により設定される許容転倒モーメントとして、順番に大きくなる値を有した第１許容転倒モーメント、第２許容転倒モーメント及び第３許容転倒モーメントを設定することが好ましい。許容強度モーメントについては第１許容モーメント、第２許容モーメントを設定する。また、強度モーメント設定手段により設定される許容強度モーメントは、ブームの先端部の作業半径に対応して設定する。
【０００９】
検出モーメントが第１許容転倒モーメントを越えている場合には、ブーム作動状態判定手段により判定されるブームの作動状態に拘わらず、ブーム作動規制手段が転倒モーメントを増加させる方向へのブームの作動を規制することで、車両の転倒や伸縮ブームや車体等の損傷を発生させる方向へのブームの作動を規制することができる。
【００１０】
また、ブーム作動状態判定手段によりブームが停止状態にあると判定され、且つ検出モーメントが第１許容強度モーメントを越えている場合、又は第２許容転倒モーメントを越えている場合には、ブーム作動規制手段がブームの全作動を停止させ、ブーム作動状態判定手段によりブームが作動状態にあると判定され、且つ検出モーメントが第２許容強度モーメントを越えている場合、又は第３許容転倒モーメントを越えている場合には、ブーム作動規制手段がブームの縮小作動を除いた全作動を停止させることが好ましい。
【００１１】
ブーム作動状態判定手段がブームの停止状態を判定し、且つ検出モーメントが許容強度モーメントを越えている場合、即ち、ブームが停止状態で過積載の状態にある場合は、伸縮ブームの全作動を停止させる。このため、負荷を減少させなければ伸縮ブームが作動しないので、伸縮ブームや車体等の損傷を未然に防止することができる。
【００１２】
また、ブームが停止状態を判定し、検出モーメントが第２許容転倒モーメントを越えている場合、ブーム作動規制手段がブームの全作動を停止させる。この場合、ブームの作動を一部許容する（例えば、伸縮ブームの起仰や縮小作動を許容する）と、負荷が過積載の状態のときに伸縮ブームを元の位置に戻すことができなくなる場合があるので伸縮ブームの作動を全停止させ、負荷を減少させる機会を確保した。
【００１３】
さらに、ブーム作動状態判定手段がブームの作動状態を判定し、且つ検出モーメントが第２許容強度モーメントを越えている場合には、ブームの縮小作動を除いた全作動が停止する。即ち、ブームが作動中であって過積載の状態にある場合には、検出モーメントを小さくする方向への伸縮ブームの作動（即ち、伸縮ブームの縮小作動）以外の作動を停止する。このため、車両の転倒や伸縮ブーム等の損傷を未然に防止することができる。ここで、ブームが作動中であって過積載の状態とは、例えば、ブームの先端部が構造物等に押し付けられている状態を例示することができる。
【００１４】
また、ブーム作動状態判定手段がブームの作動状態を判定し、且つ検出モーメントが第３許容転倒モーメントを越えている場合には、ブーム作動規制手段がブームの縮小作動を除いた全作動を停止させる。即ち、ブームが作動中にその先端部が構造物等に押し付けられて検出モーメントが第３許容転倒モーメントを越えている場合には、ブーム作動規制手段がブームの縮小作動を除いた全作動を停止する。これにより、車両の転倒や伸縮ブーム等の損傷を未然に防止することができる。
【００１５】
ブーム作動状態判定手段は、例えば、ブームの作動を指示する作動信号が出力されているか否かによりブームの作動・停止状態を判定することを例示できる。また、ブームが作動状態から停止状態に切り替わったときは、ブーム作動状態判定手段は停止状態になったときから所定時間の経過の時までを作動状態と判定することが好ましい。ブームが作動状態から停止状態に切り替わると、ブームはすぐに停止するわけではなく、所定時間の経過の時まで揺れた後に停止する。このため、ブームが作動状態から停止状態に切り替わったときには所定時間の経過の時まで作動状態にあるとブーム作動状態判定手段が判定する。また、転倒モーメント設定手段に設定される第１許容転倒モーメント、第２許容転倒モーメント及び第３許容転倒モーメントは安全率を考慮して車両が転倒しない限界のモーメントの範囲内で任意の値に設定することができる。
【００１６】
【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上に伸縮動且つ旋回動自在な伸縮ブームを有した高所作業車の態様を示す。
【００１７】
最初に本発明の安全装置を説明する前にこの安全装置を有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、トラックをベースとして構成されており、車両の前方に配置された運転キャビン３と、この運転キャビン３よりも後側に延出する車体５と、車体５の後側上部に配置され旋回動自在な旋回台７と、旋回台７の上部に枢結されて伸縮動自在な伸縮ブーム９と、伸縮ブーム９の先端部に上下方向に揺動自在に連結された作業台１１とを有している。
【００１８】
車体５の前後であってその左右外側には車両を安定支持するアウトリガジャッキ１３が設けられ、旋回台７の下方であって車体５の内部には旋回台７を旋回作動させる油圧モータ１５が設けられている。伸縮ブーム９の側壁下部と旋回台７の下部との間には起伏シリンダ１７が揺動自在に連結されており、この起伏シリンダ１７を伸縮作動させることで、伸縮ブーム９が起伏作動するように構成されている。伸縮ブーム９にはこれを伸縮作動させる伸縮シリンダ１９が内蔵されている。伸縮ブーム９の先端部には上下方向に揺動自在な垂直ポスト２１が設けられ、この垂直ポスト２１の先端部に旋回動自在な作業台１１が設けられている。垂直ポスト２１の上部と伸縮ブーム９の先端部との間にはレベリングシリンダ２３が揺動自在に連結されており、レベリングシリンダ２３の伸縮作動を制御することで、垂直ポスト２１が伸縮ブーム９の起伏角度に係わらず常時垂直状態に保持されて、作業台１１が常に水平状態に保持される。作業台１１上には伸縮ブーム９の作動を作業者が操作する操作装置２５が設けられ、これと同様の操作装置２５が旋回台７の側部にも設けられている。このため、作業台１１に搭乗した作業者により伸縮ブーム９の作動を操作することができるとともに、車両の下部から伸縮ブーム９を操作することもできる。また、車体５の前側上部には上方へ突出するブーム受け２７が設けられており、このブーム受け２７に倒伏させた伸縮ブーム９を載置することで、伸縮ブーム９が車体５上に格納される。
【００１９】
次に、安全装置を説明する。安全装置２９は、図２に示すように、操作装置２５と起伏角センサ３３と伸長センサ３５と旋回角センサ３７と軸力センサ３９と規制解除スイッチ（ＳＷ）４１とコントローラ４３と作業範囲規制灯（ＭＬ規制灯）４５と荷重表示器４７と過積載ブザー４９とを有し、更に、安全装置２９には起伏シリンダ１７の作動を制御するブーム起伏バルブ５１と、伸縮シリンダ１９の作動を制御するブーム伸縮バルブ５３と、油圧モータ１５の作動を制御するブーム旋回バルブ５５と、作業台１１を旋回させる首振りモータ５７の作動を制御する作業台首振りバルブ５９が接続されている。尚、起伏角センサ３３と伸長センサ３５と旋回角センサ３７と軸力センサ３９とを併せて以下「モーメントセンサ４０」と記す。また、ブーム起伏バルブ５１とブーム伸縮バルブ５３とブーム旋回バルブ５５と作業台首振りバルブ５９とを併せて以下「バルブ６０」と記す。
【００２０】
操作装置２５は作業台１１の位置を所望の位置に移動させるためにバルブ６０の作動をコントロールする。起伏角センサ３３は伸縮ブーム９の水平レベルに対する起伏角度に対応する信号を出力し、伸長センサ３５は伸縮ブーム９の伸長量に対応した大きさの信号を出力する。旋回角センサ３７は旋回台７の旋回角度に対応した大きさの信号を出力し、軸力センサ３９は起伏シリンダ１７の軸方向に作用する力（軸力）に対応した大きさの信号を出力する。規制解除ＳＷ４１はコントローラ４３により規制された伸縮ブーム９の作動を強制的に解除する機能を有し、作業者が規制解除ＳＷ４１を操作する。
【００２１】
また、コントローラ４３は伸縮ブーム９が動作中か停止中かを判定するブーム作動判定部６１を有し、この作動判定部６１はコントローラ４３がバルブ６０へ駆動信号を出力しているか否かで伸縮ブーム９が動作中か停止中かを判定する。但し、伸縮ブーム９を作動状態から停止状態に切り替えるために、出力していた駆動信号が停止したときには、駆動信号の出力を停止したときから所定時間の経過の時までは伸縮ブームが作動状態であると作動判定部６１は判定する。更に、コントローラ４３は前述したモーメントセンサ４０が故障しているか否かを判定するセンサ異常判定部６３と、伸縮ブーム９の先端部に作用する荷重を受けて車体５を転倒させる方向へ作用する転倒モーメントの許容値であり安定度上の限界である許容転倒モーメントを設定する第１メモリ６５と、伸縮ブーム９の先端部に定格荷重を作用させたときの少なくとも伸縮ブーム９及び車体５の破損強度の許容値であり強度上の限界である許容強度モーメントを設定する第２メモリ６７とを有している。
【００２２】
図３は作業台１１の作業半径Ｒに対する車両に作用するモーメントＭとの関係を示している。第１メモリ６５に設定される安定度上の限界である許容転倒モーメントＭ0としては、同図に示すように、順番に大きくなる値を有した第１許容転倒モーメントＭ1、第２許容転倒モーメントＭ2及び第３許容転倒モーメントＭ3が設定されている。ここで、第１許容転倒モーメントＭ1の大きさをＡ（定数）とすると、第２許容転倒モーメントＭ2を1.05Ａとし、第３許容転倒モーメントＭ3を1.13Ａとすることができる。尚、許容転倒モーメントＭ0として設定される第１許容転倒モーメント等Ｍ1,Ｍ2,Ｍ3の大きさの関係は前述したものに限られず、車体５が転倒し始める実転倒モーメントを越えない範囲内で安全率を考慮して設定することができる。作業台１１はその作業半径Ｒがｒ１からｒ２の範囲内で移動することができるように構成されている。また、第２メモリ６７には作業台１１の作業半径Ｒに対応した強度上の限界の許容強度モーメントである第１許容強度モーメントＭ4と第２許容強度モーメントＭ5とが設定されている。
【００２３】
また、図２に示すコントローラ４３は、モーメントセンサ４０による検出信号に基づいて車体５を転倒させる方向に作用する転倒モーメントを算出し、この算出された転倒モーメントが第１許容転倒モーメントＭ1を越えている場合には、伸縮ブーム９の倒伏作動と伸長作動と転倒モーメントを増加させる方向への旋回台７の旋回作動を規制する（以下、この規制を「作業範囲規制（ＭＬ規制）」と記す。）。尚、このとき、作業台１１の旋回作動は規制しない。
【００２４】
更に、ブーム作動判定部６１により伸縮ブーム９が停止状態にあると判定され、且つ転倒モーメントが第１許容強度モーメントＭ4を越えている場合、又は第２許容転倒モーメントＭ2を越えている場合には、コントローラ４３が伸縮ブーム９の全作動を規制する（以下、この規制を「過荷重規制」と記す。）。即ち、作業台１１上に定格荷重を越えた荷重（以下、「過荷重」と記す。）が作用した場合には伸縮ブーム９等が損傷する虞があるので、これを回避するために伸縮ブーム９の全作動を規制して、作業台１１に載置された荷物を降ろすことで過荷重状態を解除することができる。ところで、過荷重状態で作業範囲規制により伸縮ブーム９を安全側（転倒モーメントを減少させる方向）への作動を許容すればよいと考えられるが、伸縮ブーム９を安全側に作動させると作業台１１が元の位置に戻ることができなくなり、結局、作業台１１に搭載された荷物を降ろせず過荷重状態が解消されないので、伸縮ブーム９の全作動を規制して荷物を降ろさなければ伸縮ブーム９の作動規制が解除されないようにした。
【００２５】
更に、コントローラ４３は、ブーム作動判定部６１により伸縮ブーム９が作動状態にあると判定され、且つ転倒モーメントが伸縮ブーム９の作業半径Ｒに対応した第２許容強度モーメントＭ5を越えている場合、又は第３許容転倒モーメントＭ3を越えている場合には伸縮ブーム９の縮小作動以外の作動を停止させる（以下、この規制を「押し付け規制」と記す。）。即ち、伸縮ブーム９が作動中に作業台１１が構造物等に押し付けられて転倒モーメントが強度上の限界である第２許容強度モーメントＭ５を越えている場合には、伸縮ブーム９等が損傷する虞があるので、伸縮ブーム９の縮小作動以外の作動を停止させる。尚、作業台１１が建造物等に押し付けられたときは車両を転倒させる転倒モーメントは小さくなるので安全率を小さくすることができる。このため、許容転倒モーメントＭ0の値として,第１許容転倒モーメントＭ1や第２許容転倒モーメントＭ2よりも大きな値の第３許容転倒モーメントＭ3を設定している。そして、転倒モーメントがこの第３許容転倒モーメントＭ3を越えている場合には、作業台１１による建造物等の押し付けを回避するために、伸縮ブーム９を縮小作動させる。ここで、作業台１１が建造物等に押し付けられたときに伸縮ブーム９の全作動を停止させることも考えられるが、伸縮ブーム９の縮小作動により作業台１１が構造物等をさらに押し付けることは極めて稀であることから伸縮ブーム９の縮小作動のみを許容している。
【００２６】
図２に示すＭＬ規制灯４５は伸縮ブーム９に作用する転倒モーメントが第１許容転倒モーメントＭ1を越えている状態のときに点灯する。また、転倒モーメントが許容強度モーメントＭ0を越えている場合には、軸力センサ３９が検出した検出信号に基づいて作業台１１に搭載された搭載荷重を荷重表示器４７が表示し、且つ過積載ブザー４９が音を発生する。
【００２７】
次に、本発明の安全装置２９の作用を図１から図４を使用して説明する。図４は安全装置２９の作用の態様を示し、この態様に従って安全装置２９の作用を説明する。同図に示す態様１は、伸縮ブーム９が停止状態又は作動状態であって、転倒モーメントの大きさが第１許容転倒モーメントＭ1のそれ以上のときの態様を示す。最初に、図１に示す作業台１１に搭乗した作業者が操作装置２５を操作して伸縮ブーム９を作動させ、作業台１１を所望の位置に移動させる。これと同時に、図２に示すモーメントセンサ４０が作動し、これらの検出信号がコントローラ４３に送信される。コントローラ４３はこれらの検出信号に基づいて車体５に作用する転倒モーメントを算出する。このとき、検出信号が異常な値であるときには、センサ異常判定部６３がモーメントセンサ４０のいずれかの異常を検知してコントローラ４３がＭＬ規制灯４５を点滅させて、モーメントセンサ４０が故障状態にあることを作業者に知らせる。
【００２８】
モーメントセンサ４０が正常であるときには、コントローラ４３が転倒モーメントと第１メモリ６５に設定されている第１許容転倒モーメントＭ1の大きさを比較し、転倒モーメントが第１許容転倒モーメントＭ1以上であるときには、伸縮ブーム９の倒伏作動と伸長作動と転倒モーメントを増加させる方向への旋回台７の旋回作動を規制する。即ち、伸縮ブーム９の倒伏作動をコントロールするブーム起伏バルブ５１の作動を規制し、伸縮ブーム９の伸長作動をコントロールするブーム伸縮バルブ５３の作動を規制し、油圧モータの作動をコントロールする作業台首振りバルブ５９を規制する。このとき、コントローラ４３がＭＬ規制灯４５を点灯させて作業台１１の位置が第１許容転倒モーメントＭ1を越える状態にあることを作業者に知らせ、作業台１１に搭乗した作業者がこれを認識し、操作装置２５を操作して伸縮ブーム９を転倒モーメントを減少させる側（安全側）に移動させる。尚、転倒モーメントが第１許容転倒モーメントＭ1を越えていないときには、コントローラ４３は伸縮ブーム９の作動規制を行なわず、伸縮ブーム９の移動を許容する。
【００２９】
次に、図４に示す態様２について説明する。態様２は伸縮ブーム９が停止状態であって、転倒モーメントの大きさが第２許容転倒モーメントＭ2のそれ以上のときである。即ち、図３に示すように作業台１１の作業半径Ｒがｒ3以上ｒ2以下であって、転倒モーメントが第２許容転倒モーメントＭ2よりも大きくしかも強度上の限界ラインである第２許容強度モーメントＭ5よりも小さい範囲の領域内にあるときである。この領域内では、図２に示すコントローラ４３がブーム作動判定部６１によりバルブ６０へ作動信号を出力していないことを判定し、第１メモリ６５に設定されている第２許容転倒モーメントＭ2と転倒モーメントとの大きさを比較し、転倒モーメントが第２許容転倒モーメントＭ2以上であるときには伸縮ブーム９の全作動を規制する。これと同時に、コントローラ４３がＭＬ規制灯４５を点灯させ、過積載ブザー４９を鳴らし、荷重表示器４７に作業台１１に搭載されて搭載荷重を表示させる。
【００３０】
そして、作業台１１に搭乗した作業者は伸縮ブーム９に作用する転倒モーメントが第２許容転倒モーメントＭ2よりも小さくなるように作業台１１から荷物を降ろす。この確認はＭＬ規制灯４５の消灯や過積載ブザー４９の作動停止（音が出なくなる）により行なう。このため、荷物を降ろさなければ伸縮ブーム９が作動しないので、車両の転倒や伸縮ブーム９等の損傷を未然に防止することができる。また、作業台１１から荷物を降ろしたがモーメントセンサ４０の故障等により転倒モーメントを算出できないときには、ＭＬ規制灯４５が点滅する。作業者はＭＬ規制灯４５の点滅を確認すると、規制解除ＳＷ４１を作動させてコントローラ４３による作動規制を強制的に解除させる。そして、伸縮ブーム９を安全側に移動させる。
【００３１】
次に、図４に示す態様３について説明する。態様３は伸縮ブーム９が停止状態であって、転倒モーメントの大きさが第１許容強度モーメントＭ4のそれ以上のときである。即ち、図３に示すように作業台１１の作業半径Ｒがｒ1以上ｒ3以下であって、転倒モーメントが強度上の限界ラインである第１許容強度モーメントＭ4よりも大きく第２許容転倒モーメントＭ2よりも小さい範囲の領域内にあるときである。この領域内では、図２に示すコントローラ４３内のブーム作動判定部６１がバルブ６０へ作動信号を出力していないことを判定し、コントローラ４３が転倒モーメントと第２メモリ６７に設定され作業半径Ｒに対応する第１許容強度モーメントＭ4との大きさを比較して、転倒モーメントが第１許容強度モーメントＭ4を越えているときには伸縮ブーム９の全作動を規制する。これと同時に、コントローラ４３が過積載ブザー４９を鳴らし、荷重表示器４７に搭載荷重を表示させる。
【００３２】
そして、作業台１１に搭乗した作業者が伸縮ブーム９に作用する転倒モーメントが第１許容強度モーメントＭ4よりも小さくなるように作業台１１から荷物を降ろす。この確認は過積載ブザー４９の作動停止（音が出なくなる）や荷重表示器４７に表示される搭載荷重が定格荷重よりも小さくなっているか否かで判断する。作業台１１に搭載された荷重が定格荷重よりも小さくなったときには、コントローラ４３が伸縮ブーム９の作動規制を解除する。従って、荷物を降ろさなければ伸縮ブーム９が作動しないので、伸縮ブーム９等の損傷や車両の転倒を未然に防止することができる。また、作業台１１から荷物を降ろしたがモーメントセンサ４０の故障等により転倒モーメントを算出できないときには、ＭＬ規制灯４５が点滅する。そして、作業者がＭＬ規制灯４５の点滅を確認すると、規制解除ＳＷ４１を作動させてコントローラ４３による全ての作動規制を強制的に解除する。そして、伸縮ブーム９を安全側に移動させる。尚、モーメントセンサ４０が故障等していないときに規制解除ＳＷ４１を作動させると、伸縮ブーム９の起伏作動、伸縮作動、旋回台７の旋回作動、作業台１１の旋回作動が解除される。但し、ＭＬ規制中は伸縮ブーム９の倒伏作動、伸長作動、転倒モーメントを増加させる方向への旋回台７の旋回作動の規制解除は行なわれない。
【００３３】
次に、図４に示す態様４について説明する。態様４は伸縮ブーム９が作動状態であって、転倒モーメントの大きさが第３許容転倒モーメントＭ3のそれ以上のときである。即ち、図３に示すように作業台１１の作業半径がｒ5以上ｒ2以下であって、作業台１１が構造物等に押し付けられており、転倒モーメントが第３許容転倒モーメントＭ3よりも大きい範囲であり、且つ強度上の限界である第２許容強度モーメントＭ5よりも小さい領域である。この領域内では、図２に示すコントローラ４３内のブーム作動判定部６１がバルブ６０へ作動信号が出力されていることを判定し、コントローラ４３が転倒モーメントと第１メモリ６５に設定されている第３許容転倒モーメントＭ3との大きさを比較して、転倒モーメントが第３許容転倒モーメントＭ3を越えているときには伸縮ブーム９の縮小作動以外の作動を規制する。これと同時に、コントローラ４３がＭＬ規制灯４５を点灯させ、過積載ブザー４９を鳴らし、荷重表示器４７に搭載荷重を表示させる。このため、作業者は伸縮ブーム９の作動中において、ＭＬ規制灯４５の点灯と搭載荷重の表示とから作業台１１が構造物に押し付けられていることを認識することができる。また、作業台１１が押し付けられた状態でも伸縮ブーム９を縮小作動させることができるので、この押し付け状態を回避することができる。さらに、伸縮ブーム９が作動中と前述した停止中の各作動規制は大きさが相違する第２許容転倒モーメントＭ2と第３許容転倒モーメントＭ3を基準にして伸縮ブーム９の作動が規制され、且つ伸縮ブーム９が停止状態のときは伸縮ブーム９の全作動を規制し、伸縮ブーム９が作動状態のときは伸縮ブーム９の縮小作動以外の作動を規制するので、伸縮ブーム９を動かそうとしたら作動規制がかかることはなく、伸縮ブーム９の使用勝手を向上させることができる。
【００３４】
そして、作業台１１に搭乗した作業者が操作装置２５を操作して伸縮ブーム９を縮小作動させ、転倒モーメントが第３許容転倒モーメントＭ3よりも小さくなるようにする。転倒モーメントが第３許容転倒モーメントＭ3よりも小さくなれば、コントローラ４３が伸縮ブーム９の倒伏作動、伸長作動、転倒モーメントの増加させる方向への旋回台７の旋回作動以外の作動規制を解除し、さらに、第１許容転倒モーメントＭ1よりも小さくなればコントローラ４３が伸縮ブーム９の規制を全て解除する。尚、モーメントセンサ４０が故障等して転倒モーメントを算出できないときには、作業者が規制解除ＳＷ４１を作動させることで、伸縮ブーム９の規制を全て解除することができる。また、モーメントセンサ４０が正常に作動しているときに規制解除ＳＷ４１を作動させると、伸縮ブーム９の起伏作動、旋回台７の安全側への旋回作動、作業台１１の旋回作動の規制が解除される。尚、伸縮ブーム９を作動状態から停止状態に切り替えた直後は伸縮ブーム９は揺れを生じているので、作動判定部６１はこの状態を作動状態にあると判定する。従って、伸縮ブーム９が作動状態から停止状態に切り替えた直後の転倒モーメントも第３許容転倒モーメントＭ3と比較され、転倒モーメントが第３許容転倒モーメントＭ3を越えているときには伸縮ブーム９の縮小作動以外の作動が規制されるので、伸縮ブーム９の停止時における車両の転倒や伸縮ブーム９等の損傷を未然に防止することができる。
【００３５】
次に、図４に示す態様５について説明する。態様５は伸縮ブーム９が作動状態であって、転倒モーメントの大きさが第１許容強度モーメントＭ4のそれ以上のときである。即ち、図３に示すように作業台１１の作業半径Ｒがｒ1以上ｒ5以下であって、転倒モーメントが強度上の限界ラインである第１許容強度モーメントＭ4よりも大きく第３許容転倒モーメントＭ3よりも小さい範囲の領域内であって、作業台１１が建造物等に押し付けられている状態である。この領域内では、図２に示すコントローラ４３内のブーム作動判定部６１がバルブ６０へ作動信号が出力されていることを判定し、コントローラ４３が転倒モーメントと第２メモリ６７に設定され作業半径Ｒに対応する第１許容強度モーメントＭ4の大きさを比較して、転倒モーメントが第１許容強度モーメントＭ4を越えているときには伸縮ブーム９の縮小作動以外の作動を規制する。これと同時に、コントローラ４３が過積載ブザー４９を鳴らし、荷重表示器４７に搭載荷重を表示させる。尚、転倒モーメントには伸縮ブーム９が動作中の動荷重を含んだ転倒モーメントも含まれる。このため、動荷重を含んだ転倒モーメントが第１許容強度モーメントＭ4を越えれば伸縮ブーム９の縮小作動以外の作動を規制するので、伸縮ブーム９等を形成する部材の疲労による部材寿命の低下や車両の転倒を未然に防止することができ、また、伸縮ブーム９の縮小作動は規制されないので押し付け状態を回避できる。
【００３６】
そして、作業台１１に搭乗した作業者が操作装置２５を操作して伸縮ブーム９を縮小作動させ、転倒モーメントが第１許容強度モーメントＭ4よりも小さくなるようにする。この確認は過積載ブザー４９の作動停止（音が出なくなる）や荷重表示器４７に表示される搭載荷重が定格荷重よりも小さくなっていることで判断する。作業台１１に搭載された荷重が定格荷重よりも小さくなると、コントローラ４３が伸縮ブーム９の全作動規制を解除する。尚、モーメントセンサ４０が故障等して転倒モーメントを算出できないときには、作業者が規制解除ＳＷ４１を操作してコントローラ４３の全作動規制を解除することができる。また、モーメントセンサ４０が正常であるときに規制解除ＳＷ４１を作動させると、伸縮ブーム９の起伏作動、伸縮作動、旋回台７の旋回作動、作業台１１の旋回作動が解除される。但し、ＭＬ規制中は伸縮ブーム９の倒伏作動、伸長作動、転倒モーメントを増加させる方向への旋回台７の旋回作動の規制解除は行なわれない。尚、伸縮ブーム９を作動状態から停止状態に切り替えた直後は伸縮ブーム９は揺れを生じているので、作動判定部６１はこの状態を作動状態にあると判定する。従って、伸縮ブーム９が作動状態から停止状態に切り替えた直後の転倒モーメントも許容強度モーメントＭ4と比較され、転倒モーメントが第１許容強度モーメントＭ4を越えているときには伸縮ブーム９の縮小作動以外の作動が規制されるので、伸縮ブーム９の停止時における伸縮ブーム９等の損傷を未然に防止することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による高所作業車の安全装置によれば、モーメント検出手段により検出された検出モーメントが転倒モーメント設定手段に設定された許容転倒モーメント及び強度モーメント設定手段に設定された許容強度モーメントのいずれかを越えている場合にはブームの転倒モーメント増大方向への作動を規制することで、車両の転倒や少なくとも伸縮ブーム９や車体等の損傷を未然に防止することができる。
【００３８】
また、ブーム作動規制手段はブームが作動状態又は停止状態にあるか否かを判定するブーム作動状態判定手段を有し、転倒モーメント設定手段により設定される許容転倒モーメントとして、順番に大きくなる値を有した第１許容転倒モーメント、第２許容転倒モーメント及び第３許容転倒モーメントが設定され、また、強度モーメント設定手段により設定される許容強度モーメントは、ブームの先端部の作業半径に対応して設定されており、検出モーメントが第１許容転倒モーメントを越えている場合には、ブーム作動状態判定手段により判定されるブームの作動状態に拘わらず、ブーム作動規制手段が転倒モーメントを増加させる方向へのブームの作動を規制することで、車両の転倒を未然に防止することができる。
【００３９】
更に、ブーム作動状態判定手段によりブームが停止状態にあると判定され、且つ検出モーメントが許容強度モーメントを越えている場合、又は第２許容転倒モーメントを越えている場合には、ブームの全作動が停止する場合には、ブームに過荷重が作用しているのでブームの全作動を停止させ、荷重を軽くしなければブームが作動しないようにすることで、伸縮ブーム９等の損傷や車両の転倒を未然に防止することができる。
【００４０】
また、ブーム作動状態判定手段によりブームが作動状態にあると判定され、且つ検出モーメントが許容強度モーメントを越えている場合、又は第３許容転倒モーメントを越えている場合には、ブームの縮小作動を除いた全作動を停止させることで、ブームの先端部が押し付けられた状態でもブームを縮小作動させることができるのでこの押し付け状態を回避できる。また、ブームが作動中と停止中の各作動規制は大きさの異なる許容転倒モーメントを基準にしてブームの作動を規制し、ブームが停止状態のときはブームの全作動を規制し、伸縮ブームが作動状態のときは伸縮ブームの縮小作動以外の作動を規制するので、ブームを動かそうとしたら作動規制がかかることはなく伸縮ブームの使用勝手を向上させることができる。
【００４１】
更に、ブームが作動状態から停止状態に切り替わったときにブーム作動状態判定手段は停止状態になったときから所定時間の経過の時までを作動状態と判定する場合には、ブームの作動状態から停止状態になった直後のブームの揺れに対応したブーム作動の規制を掛けることができ、車両の転倒やブーム等の損傷を未然に防止することができる。また、揺れによる一時的なモーメントの上昇により規制がかかることも防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における安全装置を搭載した高所作業車の正面図を示す。
【図２】本発明の一実施の形態における安全装置のブロック図を示す。
【図３】本発明の一実施の形態における安全装置のメモリに設定された内容を図示したグラフである。
【図４】本発明の一実施の形態における安全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
５運転キャビン
９伸縮ブーム（ブーム）
２９安全装置
３３起伏角センサ（モーメント検出手段）
３５伸長センサ（モーメント検出手段）
３７旋回角センサ（モーメント検出手段）
３９軸力センサ（モーメント検出手段）
４０モーメントセンサ（モーメント検出手段）
４３コントローラ（ブーム作動規制手段）
６１ブーム作動判定部（ブーム作動状態判定手段）
６５第１メモリ（転倒モーメント設定手段）
６７第２メモリ（強度モーメント設定手段）
Ｍ0 許容転倒モーメント
Ｍ1 第１許容転倒モーメント
Ｍ2 第２許容転倒モーメント
Ｍ3 第３許容転倒モーメント
Ｍ4 第１許容強度モーメント（許容強度モーメント）
Ｍ5 第２許容強度モーメント（許容強度モーメント）

Claims

車体と、
前記車体上に設けられ少なくとも起伏動自在なブームと、
前記ブームの先端部に作用する荷重により前記車体を転倒させる方向に作用するモーメントを検出するモーメント検出手段と、
前記ブームの先端部に作用する荷重を受けて前記車体に作用するモーメントの許容値である許容転倒モーメントを設定する転倒モーメント設定手段と、
前記ブームの先端部に定格荷重を作用させたときに少なくとも前記ブーム及び前記車体の破損強度の許容値である許容強度モーメントを設定する強度モーメント設定手段と、
前記ブームが作動状態又は停止状態にあるか否かを判定するブーム作動状態判定手段とを有し、
前記転倒モーメント設定手段により設定される前記許容転倒モーメントとして、順番に大きくなる値を有した第１許容転倒モーメント、第２許容転倒モーメント及び第３許容転倒モーメントが設定され、前記強度モーメント設定手段により設定される前記許容強度モーメントは、前記ブームの先端部の作業半径に対応して設定されており、
さらに、前記検出モーメントが前記第１許容転倒モーメントを越えている場合には、前記ブーム作動状態判定手段により判定される前記ブームの作動状態に拘わらず、前記ブーム作動規制手段が前記転倒モーメントを増加させる方向への前記ブームの作動を規制し、前記ブーム作動状態判定手段により前記ブームが停止状態にあると判定され、且つ前記検出モーメントが前記許容強度モーメントを越えている場合、又は前記第２許容転倒モーメントを越えている場合には、前記ブーム作動規制手段が前記ブームの全作動を停止させ、前記ブーム作動状態判定手段により前記ブームが作動状態にあると判定され、且つ前記検出モーメントが前記許容強度モーメントを越えている場合、又は前記第３許容転倒モーメントを越えている場合には、前記ブーム作動規制手段が前記ブームの縮小作動を除いた全作動を停止させることを特徴とする高所作業車の安全装置。
前記ブームが作動状態から停止状態に切り替わったときは、前記ブーム作動状態判定手段は前記停止状態になったときから所定時間の経過の時までを作動状態と判定することを特徴とする請求項１記載の高所作業車の安全装置。