JP3943397B2

JP3943397B2 - ブーム作業車

Info

Publication number: JP3943397B2
Application number: JP2002000275A
Authority: JP
Inventors: 孝明大葉; 和夫桑島; 淳久保; 隆佐々木
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 2002-01-07
Filing date: 2002-01-07
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2022-01-07
Also published as: JP2003201096A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に起伏動等が自在に設けられたブームの先端部に作業台が上下方向に揺動自在に枢結されて構成されるブーム作業車や、ブームの先端部に上下方向に揺動自在にポストが枢結され、このポストの先端部に上下方向に揺動自在に作業台が枢結されて構成されるブーム作業車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブーム作業車には、橋梁の表面（車や人の通る部分の手摺部分等）や橋梁の裏面（車や人が通る部分の裏面すなわち海や川に面した側）の点検や補修等を行う橋梁点検車（オーバーフェンス車とも称することがある）と称されるものがある。この橋梁点検車としてブームの先端に下方に伸縮自在なポストを取り付けて構成され、車体を橋梁上に配置し手摺やフェンスの上を越えて作業台を橋梁の裏面まで届かせるように構成されたものが一般に知られている。このポストの下端に取り付けられる作業台には作業者が搭乗して作業が行われるため、ブームが起伏作動され、ポストが垂直面内で揺動されるときに、これらブームの起伏作動およびポストの揺動に拘わらず作業台を水平に保持することが求められる。このため、作業台を水平に保持するレベリング制御を行うレベリング装置が設けられている。この作業台のレベリング装置は、一般的に電気的に油圧シリンダを制御するので電気式レベリング装置とも称される。
【０００３】
このようなレベリング装置には、従来、作業台の水平面に対する絶対角（作業台絶対揺動角）を検出してその検出値からレベリング制御のための演算を行い制御するタイプ（絶対角方式）のものと、作業台と車体との相対角（作業台相対揺動角）を検出してその検出値からレベリング制御のための演算を行い制御するタイプ（相対角方式）の２つのタイプが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、相対角方式のレベリング装置を備えた橋梁点検車により橋梁点検を行う際に、この橋梁点検車が走行する橋梁上の路面が傾いており車体が傾いたまま橋梁点検を行うような場合、相対角方式では車体が水平状態であることを前提としてレベリング制御を行うので、車体の傾きに応じて作業台も傾いて水平とはならず作業台に搭乗した作業者にとって乗り心地が良くないという問題があった。また一方、絶対角方式のレベリング装置を備えた橋梁点検車により橋梁点検を行う際に、やはりこの橋梁点検車が走行する橋梁上の路面が傾いており車体が傾いたまま橋梁点検を行うような場合、水平を保ったままの作業台を格納しようとすると車体が作業台（水平面）に対して傾いているので作業台が車体上の構造物に干渉してしまう虞があった。
【０００５】
本発明はこのような問題を鑑みてなされたものであり、車体が傾斜状態である場合においても、作業台は水平に保たれ、かつ車体の格納位置に正しく安全に格納されるブーム作業車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】
この目的を達成するために本発明のブーム作業車は、車体に起伏動等が自在に設けられたブームと、ブームの先端部に上下に揺動自在に支持され、車体の所定の格納位置に格納される作業台と、作業台に設けられて重力の作用方向から作業台の水平面に対する上下揺動角を検出する作業台絶対揺動角検出器と、ブームの起伏等の作動角度を検出し、その検出値から作業台の車体に対する上下揺動角を検出する作業台相対揺動角検出器と、作業台の位置を検出する作業台位置検出器と、作業台位置検出器によって検出された作業台の位置が格納位置の近傍の所定範囲内であると判断したときには作業台相対揺動角検出器によって検出された検出値を用いてブームの起伏に拘わらず作業台を車体に対して一定の上下揺動角度に保持する相対角方式のレベリング制御を行い、作業台の位置が所定範囲外にあると判断したときには作業台絶対揺動角検出器によって検出された検出値を用いてブームの起伏に拘わらず作業台を水平面に対して一定の上下揺動角度に保持する絶対角方式のレベリング制御を行うレベリング装置とを備えて構成される。
好ましくは、作業台絶対揺動角検出器は、重力の作用から鉛直軸を感知することで絶対水平面を検出し絶対水平面と記作業台との間の角度を検出し、作業台相対揺動角検出器は、ブームから前記作業台までを枢結する各部材相互間の相対的角度（例えば、実施形態の場合、旋回台４とブーム５との角度θ１、ブーム５と屈伸ポスト６との角度θ２、アーム１１と旋回ベース１２との角度θ３、旋回ベース１２と作業台ブラケット１３との旋回角φ）から演算して検出する。
さらに、格納位置の近傍の所定範囲とは、例えば絶対角方式のレベリング制御により作業台を格納しようとすると作業台が車体上の構造物に干渉する範囲として設定される。
【０００７】
このような構成のブーム作業車によれば、レベリング装置は格納位置近傍では作業台相対揺動角検出器によって検出された検出値（すなわち相対角方式）によってレベリング制御を行い車体上格納位置に正しく安全に格納され、格納位置から離れたところでは作業台絶対揺動角検出器によって検出された検出値（すなわち絶対角方式）を用いてレベリング制御を行うので、作業台は水平に保たれるブーム作業車を提供することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係るブーム作業車の一例としての橋梁点検車１を図１〜３に示す。橋梁点検車１は図１に見るように前方に運転キャビン２ａを有し、前後のタイヤ輪３ａ、３ｂで走行可能なトラックシャーシをベースに構成される。運転キャビン２ａ後方の車体２上には上方に突出して旋回台４が水平旋回可能に取り付けられており、この旋回台４の下部に設けられた旋回台モータ５１により駆動される。旋回台４の上部にはブーム５がブーム枢結軸４ａで枢結されており、旋回台４とブーム５とを結んで張り渡されたブーム起伏シリンダ５２により起伏動される。ブーム５は、旋回台４に枢結された基端ブーム５ａとこの基端ブーム５ａに入れ子式に嵌挿された先端ブーム５ｂとからなり、このブーム５の内部に取り付けられたブーム伸縮シリンダ５３により伸縮動可能に構成されている。
【０００９】
先端ブーム５ｂの先端部には屈伸ポスト６が屈伸ポスト揺動軸６ａで上下に揺動可能に枢結されるとともに、この屈伸ポスト６の屈伸ポスト揺動軸６ａと同軸にリンクアーム７が枢結されている。リンクアーム７の上端部にはポストレベリングシリンダ５４のロッド側端部が枢結され、このポストレベリングシリンダ５４のボトム側端部が先端ブーム５ｂ内に枢結されている。また、リンクアーム７の下端部にはポスト起伏シリンダ５５のロッド側端部が枢結され、このシリンダのボトム側端部が屈伸ポスト６の下部に枢結されている。屈伸ポスト６の前端にはポスト１０が固定されている。
【００１０】
ポスト起伏シリンダ５５は独立した作動操作により伸縮動され、リンクアーム７および先端ブーム５ｂに対して屈伸ポスト６を上下に揺動作動させ、ポスト１０を所望の屈伸角度位置に設定することができる。このため、必要に応じてポスト１０を起仰させ高揚程での作業を行うことができる。なお、ポスト１０は通常の作業時には図１、２等に示すように垂直に保持される。一方、ポストレベルシリンダ５４のボトム側油室とブーム起伏シリンダ５２のロッド側油室とが油路で結ばれて、いわゆる油圧回路式レベリング機構が構成されており、ブーム５が起仰（倒伏）されたときにリンクアーム７およびポスト起伏シリンダ５５を介して屈伸ポスト６をブーム５の起伏角度と同一角度だけ倒伏（起仰）作動させ、ブーム５の起伏角度の如何に拘わらずポスト１０が常時一定角度を保持するように（通常作業時にはポスト１０が常に垂直を維持するように）作用する。
【００１１】
ポスト１０は屈伸ポスト６に固定されたホルダ１０ｈと、このホルダ１０ｈに入れ子式に嵌挿された第１ポスト１０ａ、第２ポスト１０ｂ、第３ポスト１０ｃおよび第４ポスト１０ｄからなり、ホルダ１０ｈと第１ポスト１０ａとの間に張り渡されたポスト昇降シリンダ５６およびポスト内部に配設されたポスト伸縮シリンダ（図示せず）からなる伸縮機構により、ホルダ１０ｈに対して第１〜第４ポスト１０ａ〜１０ｄを伸縮動可能に構成されている。なお、ポスト昇降シリンダ５６の伸縮と伴って作動するチェーンループ機構をポスト内部に配設して同様にホルダ１０ｈに対して第１〜第４ポスト１０ａ〜１０ｄを伸縮動可能に構成しても良い。
【００１２】
ここで、第４ポスト１０ｄの先端部について図３を参照して詳しく説明する。第４ポスト１０ｄの先端部には、ポストの延びる方向に対して揺動可能（図における紙面直交方向に揺動可能）にアーム１１が枢結軸１４により枢結されており、アーム旋回シリンダ１５により枢結軸１４を中心として旋回（揺動）される。なお、アーム１１の旋回作動はポスト１０が水平な状態においてのみ許容され、具体的には高所作業時や作業台２０を車体２に格納するときなどに利用される。アーム１１の先端部には旋回ベース１２がアーム枢結軸１１ａを介して枢結されており、旋回ベース１２はアーム枢結軸１１ａを中心として紙面内において上下に揺動可能となっている。アーム１１と旋回ベース１２との間に作業台レベリングシリンダ５７が張り渡されており、作業台レベリングシリンダ５７により旋回ベース１２のレベリング制御（上下揺動制御）が行われる。旋回ベース１２には、この旋回ベース１２に対して作業台旋回モータ５９によって旋回可能な作業台ブラケット１３が取り付けられている。作業台ブラケット１３には作業台２０が取り付けられており、さらに作業台２０上には旋回台４の旋回作動、ブーム５の起伏、伸縮作動等を行わせるため作業者が操作する操作装置１８が設けられている。
【００１３】
次に、作業台２０のレベリング制御を行うレベリング装置７０について図４を参照して説明する。レベリング装置７０は、作業台相対揺動角検出器６１と、作業台絶対揺動角検出器６３と、作業台位置検出器６５と、コントローラ７１と、作業台レベリングシリンダ５７の作動制御を行う（油圧）制御弁Ｖから構成され、コントローラ７１が作業台相対揺動角検出器６１、作業台絶対揺動角検出器６３および作業台位置検出器６５の検出値を用いて作業台レベリングシリンダ５７の作動を制御する。なお、作業台レベリングシリンダ５７は油圧ポンプ８０から吐出される油圧力によって作動する。
【００１４】
作業台相対揺動角検出器６１は、作業台２０が車体２に対してどのように傾いているかを検出する検出器である。この作業台相対揺動角検出器６１は、ブーム枢結軸４ａと屈伸ポスト揺動軸６ａとアーム枢結軸１１ａと旋回ベース１２の旋回軸に配設されたポテンショメータ等の角度検出器の複合体であり、具体的には図１に示すように旋回台４に対するブーム５の角度θ₁を検出するためブーム枢結軸４ａに取り付けられた角度検出器と、ブーム５に対する屈伸ポスト６の角度θ₂（これは、前述した屈伸角度に相当する）を検出する角度検出器と、アーム１１に対する旋回ベース１２の角度θ₃を検出する角度検出器および旋回ベース１２に対する作業台ブラケット１３の旋回角φ（図示せず）を検出する角度検出器とからなる。これら検出器の検出値から作業台２０が車体２に対してどのように傾いているかを演算して求める。
【００１５】
作業台絶対揺動角検出器６３は、作業台２０が水平面に対してどのくらい傾いているかを検出する検出器であり、具体的には例えば作業台ブラケット１３に取り付けられ、重力の作用から鉛直軸を感知し、そこから絶対水平面を求めて、その絶対平面と作業台との間の角度を検出する機能を有する傾斜検出器である。
【００１６】
作業台位置検出器６５は、作業台２０の位置（作業台２０中心位置等の任意の位置）を検出する機能を有し、作業台２０の３次元位置を検出する。具体的には上述した４つの角度検出器とともにブーム５の伸長量を検出するブーム伸長量検出器とポスト１０の伸長量を検出するポスト伸長量検出器からなる検出器の複合体である。
【００１７】
コントローラ７１は、メモリ７３と、格納領域判定部７５と、レベリング制御部７７を有し構成されている。メモリ７３には作業台２０の格納位置（図６に示す２点鎖線で示した作業台２０の位置）の近傍における所定範囲が記憶されている。格納領域判定部７５は、作業台位置検出器６５の検出値がメモリ７３に記憶された作業台２０の格納位置近傍の所定範囲の内側にあるか、それとも外側にあるかどうかを判定し、作業台２０が格納位置近傍の所定範囲内にあると判定された場合は作業台相対揺動角検出器からの検出値を後段のレベリング制御部７７に送出し、あるいは作業台２０が格納位置近傍の所定範囲外にあると判定された場合は作業台絶対揺動角検出器６３からの検出値を後段のレベリング制御部７７に送出する機能を有している。レベリング制御部７７は、前段の格納領域判定部７５から送られてきた作用台揺動角検出器の検出値を基にして作業台レベリングシリンダ５７の制御弁Ｖを調節することで作業台２０のレベリング制御を行う。
【００１８】
以上のように構成された橋梁点検車１において、作業台２０に搭乗した作業者は操作装置１８を操作して、旋回台４の旋回作動、ブーム５の起伏および伸縮作動、屈伸ポスト６の起伏（屈伸）作動、ポスト１０の伸縮作動、作業台ブラケット１３の旋回動等を行うことができ、これにより、例えば図２に示すように橋梁Ｂの上部からフェンスＦを越えて橋梁下部に作業台２０を移動させ、所望位置で橋梁Ｂの補修・点検作業等を行うことができる。
【００１９】
なお、車体２の前後左右の四カ所に、車体２の左右に拡縮自在で上下に伸縮自在なローラージャッキ１７が設けられている。ローラージャッキ１７は、車体の左右方向に拡幅自在になアウトリガ１７ａと、上下方向に伸縮自在なジャッキ１７ｂと、ジャッキ１７ｂの下部に取り付けられて車両前後方向に転動自在なローラ１７ｃとを有して構成され、図２に示すようにローラ１７ｃを路面に接地させて車体に作用する転倒モーメントに抗して車体を安定支持した上で、車両を前後に安定走行させることが出来るように構成されている。
【００２０】
次に、本発明に係るレベリング装置７０を有した橋梁点検車１を使用して橋梁点検作業を行い、作業終了後作業台２０を所定格納位置に格納する作動を説明する。橋梁点検作業は、橋梁裏面の橋桁等を橋梁点検車の作業台に搭乗した作業者によって点検作業が行われるものであり、橋梁上の路面は図２に見る橋梁Ｂのように水平になった所だけでなく、図５に見る橋梁Ｂように傾斜した所もある。以下では図５に示すように傾いた路面での橋梁点検作業を考える。この路面は図面左方から右方にかけて下るように傾斜しており、その左端にフェンスＦが垂直に配設されている。このフェンスＦをブーム５やポスト１０によって跨ぎ越し作業台２０を橋梁Ｂの裏面に作業台２０を配置させて橋梁点検作業を行う。このために、まず橋梁点検車１をフェンスＦに平行となるように配置し、フェンスＦ側のアウトリガ１７ａを側方に張り出し、４つのジャッキ１７ｂを設置させ車体２を安定支持する。そして作業者が作業台２０に搭乗し、操作装置１８を操作して次の作動を行わせる。
【００２１】
作業者は、ブーム５を起伏動かつ伸長動させ作業台２０およびポスト１０を持ち上げ、旋回台４を旋回動させてブーム５、ポスト１０および作業台２０等の作業装置をフェンスＦ側に向け、フェンスＦの上端を跨ぐようにポスト１０をフェンスＦの向こう側へ倒伏動させる。このとき作業台２０の長い方の辺は、フェンスＦに対して平行に向いていてフェンスＦに当接しないように作業者によって操作される。
【００２２】
次に、ポスト１０を伸長させ、橋梁Ｂの下位置まで降下させ作業台旋回モータ５９を作動させて図５に示すように作業台２０を橋梁Ｂの裏面に回り込ませる。なお、このとき作業台２０は格納位置から離れているので、レベリング装置７０は作業台ブラケット１３に配設された作業台絶対揺動角検出器６３からの検出値を基にして、常に水平が保たれるようにレベリング制御している。この段階で、橋梁裏面に対する橋梁点検作業を行うことができる。このような橋梁点検作業に際して橋梁点検車１は、フェンスＦに沿って車輪３を駆動させて走行しながら連続的に橋梁点検作業することが出来るようになっている。
【００２３】
上で述べたように橋梁点検作業に際して、図５に示される傾斜をもつ橋梁Ｂに対しても、また図２に示されるような傾斜を持たない橋梁Ｂに対しても、作業台２０はレベリング装置７０のレベリング制御によって、（作業台絶対揺動角検出器６３からの検出値を基にして）常に水平に保たれている。しかしながら両者を比較すると、車体２に対する作業台２０の傾きは、図２では略０であるのに対し、図５では橋梁Ｂの傾斜分だけ相対的に上方に揺動している。
【００２４】
次に、図５における橋梁点検作業が終了し、作業台２０を格納する作動を説明する。上述した作業台２０の設置の逆をたどり、作業台２０を橋梁点検車１の格納位置にそのまま絶対角方式レベリング制御によって格納しようとすると、車体は橋梁Ｂの傾斜に応じて傾いているのに作業台は水平を保つため、図６の実線で示された作業台２０のように旋回台４やブーム５と干渉してしまう。そこで本発明に係るレベリング装置７０は、作業台２０がメモリ７３に記憶された作業台格納位置近傍の所定範囲に入ったときに自動的に格納領域判定部７５が後段のレベリング制御部７７にレベリング制御用のデータとして送通する作業台揺動角の検出値を、作業台絶対揺動角検出器６３からの検出値から、作業台相対揺動角検出器６１からの検出値へと切り替える。言い換えるとレベリング制御を絶対角方式から相対角方式に切り替える。この切替を受けてレベリング制御部７７は、作業台レベリングシリンダ５７を制御して図６において２点鎖線で示された作業台２０の正しい格納位置に格納することができる。この結果、格納状態における作業台２０は車体に対して傾くことなくレベリング制御されるので、旋回台４やブーム５といった他の構造物に干渉することなく、車体の格納位置に正しく安全に格納される。
【００２５】
なお、これまで本発明に係る実施の形態として橋梁点検車１を例に取って説明してきたが、本発明は橋梁点検車にのみに係るものではなく、例えば、ブームの先端に大型の作業台を上下に揺動自在に枢結して構成される重荷重型の高所作業車に対しても上述した装置を用いて作業台のレベリング制御を行わせるようにすることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係るブーム作業車によれば、作業台が格納位置から離れたところではレベリング装置は作業台絶対揺動角検出器によって検出された検出値（絶対角方式）を用いてレベリング制御を行うので、作業台は常に水平に保たれ、作業者に快適な作業環境を提供することができる。また、作業台が格納位置近傍の所定範囲内にある場合、レベリング装置は作業台相対揺動角検出器によって検出された検出値（相対角方式）によって作業台の車体に対する傾きをなくすようにレベリング制御を行うので、車体の格納位置に正しく安全に格納されるブーム作業車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブーム作業車となる橋梁点検車を示す側面図である。
【図２】水平な橋梁において上記橋梁点検車による作業が行われているときの状態を車両後方から見て示す構成図である。
【図３】上記橋梁点検車の作業台近傍の構成を示す側面図である。
【図４】上記橋梁点検車におけるレベリング装置を示すブロック図である。
【図５】傾斜した橋梁において上記橋梁点検車による作業が行われているときの状態を車両後方から見て示す構成図である。
【図６】上記橋梁点検車を作業台を格納した状態で示す背面図である。
【符号の説明】
５ブーム
２０作業台
６１作業台相対揺動角検出器
６３作業台絶対揺動角検出器
６５作業台位置検出器
７０レベリング装置
７１コントローラ
７３メモリ
７５格納領域判定部
７７レベリング制御部

Claims

車体に起伏動等が自在に設けられたブームと、
前記ブームの先端部に上下に揺動自在に支持され、前記車体の所定の格納位置に格納される作業台と、
前記作業台に設けられて重力の作用方向から前記作業台の水平面に対する上下揺動角を検出する作業台絶対揺動角検出器と、
前記ブームの起伏等の作動角度を検出し、その検出値から前記作業台の前記車体に対する上下揺動角を検出する作業台相対揺動角検出器と、
前記作業台の位置を検出する作業台位置検出器と、
前記作業台位置検出器によって検出された前記作業台の位置が前記格納位置の近傍の所定範囲内であると判断したときには前記作業台相対揺動角検出器によって検出された検出値を用いて前記ブームの起伏に拘わらず前記作業台を前記車体に対して一定の上下揺動角度に保持する相対角方式のレベリング制御を行い、前記作業台の位置が前記所定範囲外にあると判断したときには前記作業台絶対揺動角検出器によって検出された検出値を用いて前記ブームの起伏に拘わらず前記作業台を水平面に対して一定の上下揺動角度に保持する絶対角方式のレベリング制御を行うレベリング装置とを備えて構成されることを特徴としたブーム作業車。
前記作業台絶対揺動角検出器は、重力の作用から鉛直軸を感知することで絶対水平面を検出し該絶対水平面と前記作業台との間の角度を検出し、
前記作業台相対揺動角検出器は、前記ブームから前記作業台までを枢結する各部材相互間の相対的角度から演算して検出する、ことを特徴とした請求項１に記載のブーム作業車。
前記格納位置の近傍の所定範囲は、前記絶対角方式のレベリング制御により前記作業台を格納しようとすると前記作業台が車体上の構造物に干渉する範囲として設定される、ことを特徴とした請求項１もしくは２に記載のブーム作業車。