JP4349834B2 - 高所作業車のブーム作動規制装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に旋回動自在に設けられた旋回台と、旋回台に起伏動自在に取り付けられたブームと、ブームの先端部に取り付けられた吊り上げ装置とを備える高所作業車のブーム作動規制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高所作業を行なう高所作業車には、車体に少なくとも起伏動自在に取り付けられたブームと、ブームの先端に上下方向に揺動自在に取り付けられブームの起伏角度に拘わらず垂直状態に保持される垂直ポストと、垂直ポストに水平方向に旋回動自在に取り付けられた作業台と、垂直ポストの上端部に配設された吊り上げ装置（ウインチ）とを有して構成されているものがある。
【０００３】
このような吊り上げ装置は、例えば先端にシーブを有して延びるウインチアームと、垂直ポストの上端部に上下方向に揺動可能に取り付けられウインチアームを保持する支持体と、支持体に取り付けられたウィンチ機構部とを有して構成されている。このような吊り上げ装置を使って、高所にトランス等の重量物を吊り上げたり、高所から地上へ重量物を吊り下ろすなどの作業を容易に行うことができる。
【０００４】
このような吊り上げ装置を備えた高所作業車では、ブームを起伏動・伸縮動旋回動させて作業台を所望の位置に移動させようとするときに、車体に対する作業台の水平方向位置（作業半径という）に応じてブーム側から車体側に作用するブームモーメントが変化する。またブームモーメントは作業台に搭載する工具等の積載荷重や吊り上げ装置の吊り上げ荷重の増減によっても変化する。このブームモーメントは車両を転倒させようとする作用を有するため、ブームモーメントが一定値以上に増加すると車体の安定性が悪化する。
【０００５】
このため、高所作業車では作業台等の作業装置が取り付けられたブーム先端部の位置を検出するとともに、ブーム先端部側から車体上の旋回台側に作用するブームモーメントを検出し、当該ブーム先端部の位置におけるブームモーメントが予め設定されて記憶された許容モーメントを超えるようなブームの作動を規制するブーム作動規制装置が備えられている。
【０００６】
また上記のようなブーム作動規制装置の他、ウインチ機構部へ延びる油圧回路にリリーフバルブを設けて吊り上げ装置にウインチ機構部の定格駆動力以上の吊り上げ力を発生させないようにして、吊り上げ装置が予め設定された許容荷重を超えるような重量物を吊り上げて吊り上げ装置に過負荷が掛かるのを防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような吊り上げ装置を有する高所作業車のブーム作動規制装置は、吊り上げ装置に掛かる吊り上げ荷重とは無関係に車体に作用するブームモーメントに基いてブームの作動を規制している。このため、吊り上げ荷重が許容荷重を超えた重量物を吊り上げようとした場合には吊り上げ装置は作動しないが、ブームの動作する方向が許容モーメントを超えないのならばブームの起伏及び伸張動が可能であるのでブーム作動規制装置が作動せず、そのままブームを起仰動等させて重量物を吊り上げたときに吊り上げ装置に過負荷が作用し、吊り上げ装置やブームが破損したり、車両が転倒したりするという問題があった。
【０００８】
本発明ではこのような問題に鑑み、吊り上げ装置の吊り上げ荷重に応じた安全性の高い高所作業車のブーム作動規制装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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に係る高所作業車のブーム作動規制装置は、走行可能な車体と、車体に旋回動自在に設けられた旋回台と、旋回台に起伏動自在に枢結されたブームと、ブームの先端部にブームの起伏角度に拘わらず常に水平方向に保持されて取り付けられた作業台と、ブームの先端部もしくは作業台に取り付けられた吊り上げ装置（ウインチ）とを有する高所作業車において、吊り上げ装置の吊り上げ荷重を検出する吊り上げ荷重検出手段（例えば、実施例における吊り上げ荷重リミットスイッチ２６）と、吊り上げ荷重検出手段により吊り上げ荷重が許容荷重を超えたことが検出されたときに、吊り上げ装置に作用する荷重が増大する方向、すなわち、ブームが起仰または伸長作動する方向、へのブームの作動を規制するブーム作動規制手段（例えば、実施例におけるブーム作動規制回路３３）とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記のような構成の高所作業車のブーム作動規制装置によれば、ブームモーメントが許容モーメントより小さいときであっても、吊り上げ装置に設けられた吊り上げ荷重リミットスイッチが吊り上げ装置の吊り上げ荷重が許容荷重を超えるのを検出したときには、この検出信号に基いてブーム作動規制回路が吊り上げ装置に作用する荷重が増大する方向、すなわち、ブームが起仰または伸長作動する方向、へのブームの作動を規制することができる。このことで吊り上げ装置の許容荷重以上の重量物を吊り上げ装置が吊り上げたままブームを起仰動等させたときに吊り上げ装置に掛かる過負荷を防止し、吊り上げ作業の安全性を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る高所作業車のブーム作動規制装置の好ましい実施の形態について図１から図４を参照して説明する。図１にブーム作動規制装置を装備した高所作業車の一例を示している。この高所作業車１は車体２の前後左右に前後輪３ａ，３ｂを有して走行可能であり、車体２の前部に運転キャビン２ａを有したトラック車両をベースに構成される。このトラック車両の車体２の上に旋回モータ１４により駆動されて水平旋回可能に構成された旋回台４が配設されている。この旋回台４に基端部が枢結されてブーム５が取り付けられており、このブーム５は起伏シリンダ６により起伏動されるようになっている。ブーム５は、基端ブーム５ａ、中間ブーム５ｂ及び先端ブーム５ｃを入れ子式に組み合わせて、内蔵の伸縮シリンダ７（以下、起伏シリンダ６と伸縮シリンダ７と旋回モータ１４とを併せて「ブームアクチュエータ７１」という。）によりブーム７全体が長手軸方向に伸縮動可能に構成される。
【００１２】
また先端ブーム５ｃは先端にブームヘッド５ｄを有し、このブームヘッド５ｄに枢結されて垂直ポスト部材８が上下に揺動可能に取り付けられている。この垂直ポスト部材８は、先端ブーム５ｃ先端あるいはブームヘッド５ｄと垂直ポスト部材８との間に配設された図示しないレベリングシリンダにより垂直ポスト部材８の揺動制御が行われ、ブーム５の起伏の如何に拘らず垂直ポスト部材８が常に垂直に延びて位置するように垂直ポスト部材８が揺動制御される。このように常時垂直に保持される垂直ポスト部材８に図示しない旋回モータにより水平旋回自在（首振り自在）に作業台９が取り付けられており、作業台９はブーム５の起伏に拘らず常に水平に保持される。
【００１３】
また、車体２の前後左右の四箇所にそれぞれ車体２の左右側方に張り出し自在で車体２の下方に伸縮自在なアウトリガ１１が設けられており、高所作業を行うときには図１のようにアウトリガ１１を車体２の左右側方に張り出させてから車体２の下方に伸張させて車体２を持ち上げ状態に安定支持させる。
【００１４】
作業台９にはブーム７の起伏動等の作動をさせる操作をするためのブーム操作装置１２と、後述するウインチ機構４４の駆動及びウィンチアーム４３の起伏動等の作動を操作をするためのウインチ操作装置１３が取り付けられている。
【００１５】
油圧ユニット６０は、車体２に配設されたポンプ駆動用エンジンあるいはバッテリから供給される電力によって作動する電動モータにより駆動される図示しない油圧ポンプから吐出される作動油をブームアクチュエータ７１およびウインチ駆動モータ４８へ給排制御する電磁式の制御バルブにより構成される。この給排制御は、ブーム操作装置１２またはウインチ操作装置１３の操作をして、コントローラ３０を介しブームアクチュエータ７１を制御する図示しないブームアクチュエータ制御バルブおよびウインチ駆動モータ４８を制御する図示しないウインチ駆動モータ制御バルブよりそれぞれ行われる。
【００１６】
起伏シリンダ６のチューブ側端部において起伏シリンダ６を旋回台４に揺動自在に接続する接続ピンには、この起伏シリンダ６の伸縮軸方向に作用する軸負荷を検出するブーム負荷検出器２５が取り付けられている。この検出器２５が検出する軸負荷は、旋回台４の上端部に揺動自在に取り付けられたブーム５から枢結軸廻りに起伏シリンダ６に作用するブーム５のブームモーメントであり、ブーム姿勢とブーム先端部に作用する荷重によって変化する変動値である。ここでブーム負荷検出器２５は、起伏シリンダ６のロッド側端部およびブーム７の下面との枢結部に取り付けてもよい。
【００１７】
また高所作業車１には、ブーム５の姿勢を検出するブーム位置検出装置２０が取り付けられている。この装置は、車体２に取り付けられて車体２に対する旋回台４の旋回角度位置を検出する旋回角度検出器２１、基端ブーム５ａに取り付けられてブーム５の起伏角度を検出する起伏角度検出器２２及び基端ブーム５ａに対する先端ブーム５ｃの伸長量を検出する伸長量検出器２３とから構成されている。
【００１８】
図２に示すように吊り上げ装置４０は、垂直ポスト部材８の上端部に垂直ポスト部材８に対して水平旋回自在に取り付けられた旋回ベース４１、この旋回ベース４１上に揺動自在に取りつけられたアームシリンダ４７の伸縮動により起伏動自在に取り付けられた支持体４２、支持体４２に対して長手方向に伸縮動自在に配設されたウィンチアーム４３、ウィンチアーム４３の先端部に回転動自在に取り付けられたシーブ４５、支持体４２に取り付けられシーブ４５に巻き掛けられたロープ４６を巻き上げまたは繰り出し自在に構成されたウィンチ機構４４などから構成されている。
【００１９】
ウィンチ機構４４はウインチ駆動モータ４８の油圧作動により回転駆動させることができる。ウィンチ機構４４により巻き取り繰り出しされるロープ４６は、ウィンチアーム４３の先端部に着脱自在に取り付け可能なシーブブラケット４９に回転自在に取り付けられたシーブ４５に掛け渡されており、シーブ４５から垂下したロープ４６の先端部には重量物を懸けるためのフック５１が取り付けられている。
【００２０】
また図３に示すように、支持体４２にはウィンチ機構４４を覆うように挟持するウインチブラケット５２がヒンジ５３を介して取り付けられ、さらにボルト５４がウインチブラケット５２の内側を支持体４２側に延びてウインチブラケット５２の支持体４２側の壁面を貫通して支持体４２に装入され、支持体４２の内部においてナット５５で締結されている。
【００２１】
ボルト５４のねじ部には例えば圧縮バネを使用する場合には自然長よりも縮めた状態で、あるいは引張バネを使用する場合には自然長よりも伸ばした状態でバネ５６が被せられており、このバネ５６はウインチブラケット５２がロープ４６の繰り出される方向にヒンジ５３を中心に回動しないようにウインチブラケット５２の内側の支持体４２側壁面をボルト５４の長手方向（支持体４２の方向）に付勢している。そしてウインチ機構４４が重量物を吊り上げたときは、ロープ４６の張力Ｔがウインチ機構４４を介してウインチブラケット５２にロープ４６の繰り出される向き（矢印Ｔの向き）に作用する。この張力Ｔにより、バネ５６による付勢に抗してウインチブラケット５２がヒンジ５３を中心としてロープ４６の繰り出される方向に回動しようとする。
【００２２】
ウインチブラケット５２の外側の壁面には支持体４２の側に延びたスイッチ部２７を有するウインチ荷重リミットスイッチ２６が取り付けられている。ウインチ荷重リミットスイッチ２６はウインチブラケット５２が変位しないときはスイッチ部２７が支持体４２に当接してオフ信号を出力する。そしてウインチブラケット５２がバネ５６の付勢に抗して張力Ｔの作用する向きに回動しようとして変位し始めたとき（張力Ｔが吊り上げ装置４０の許容荷重を超えたとき）に、ウインチ荷重リミットスイッチ２６がウインチブラケット５２とともに同じ向きに変位してスイッチ部２７が支持体４２から離れ、オン信号を出力する。
【００２３】
ウインチ荷重リミットスイッチ２６を作動させるための吊り上げ装置の吊り上げ荷重の設定値（許容荷重）は、ボルト５４をボルト５４の長手方向（図３の上下方向）へ移動させることで可変設定できるようになっている。許容荷重を大きく設定するには、例えば圧縮バネを使用する場合にはボルト５４を支持体４２側に移動させてバネ５６の自然長からの縮みを大きくすればよい。あるいはボルト５４のねじ部に被さっているバネ５６の強さ（バネ定数）を変えることで設定することもできる。
【００２４】
次に、以上のようにして構成される高所作業車１におけるブーム作動規制装置の構成について説明する。図４に好ましいブーム作動規制装置の構成実施例を示しており、この装置は吊り上げ装置４０の吊り上げ荷重が許容荷重を超えたときに、ブーム５の作動に対して必要な規制を行うブーム作動規制装置である。
【００２５】
このブーム作動規制装置８０は図４に示すように、旋回角度検出器２１、起伏角度検出器２２及び伸長量検出器２３とからなりブーム５の姿勢を検出するブーム位置検出装置２０、ブーム５から旋回台４に作用するブーム負荷を検出するブーム負荷検出器２５、吊り上げ荷重が設定荷重を超えたときに作動するウインチ荷重リミットスイッチ２６及びコントローラ３０とから構成されている。
【００２６】
コントローラ３０は、演算処理回路３１と、作業範囲メモリー３２と、ブーム作動規制回路３３とを有している。演算処理回路３１は、ブーム負荷検出器２５から入力される負荷検出値と、ブーム位置検出器２０から入力されるブームの先端部の位置とから車体２に作用するブームモーメントを算出する。作業範囲メモリー３２には、車体２に作用するブームモーメントに対してブーム５の先端部の安全なブーム作動可能領域が予め設定されて記憶されており、コントローラ３０は算出されたブームモーメントに対応するブーム作動可能領域とブーム位置検出器２０において検出されるブームの先端部の位置とを比較する。
【００２７】
そして、ブーム５の先端部の位置がブーム作動可能領域内に位置する場合には、ブーム操作装置１２からの操作信号に応じた作動制御信号を油圧ユニット６０に出力してブーム５の作動をそのまま許容し、ブーム作動可能領域を超えてブーム５を移動させようとする操作信号が入力されたときには、ブーム作動規制回路３３が油圧ユニット６０への作動制御信号の出力を規制してブーム作動可能領域を超えるようなブーム５の作動を規制する。
【００２８】
ウインチ荷重リミットスイッチ２６からのオンオフ信号はコントローラ３０に入力されるようになっており、ブーム作動規制回路３３は、吊り上げ装置４０の吊り上げ荷重が許容荷重を超えてウインチ荷重リミットスイッチ２６のオン信号を検出した場合には、ブーム５の移動方向がブーム作動可能領域内である場合においても、油圧ユニット６０への作動制御信号の出力を規制して吊り上げ装置に作用する荷重が増大する方向（ブーム５が起仰及び伸張作動する方向）にブーム５が作動することを規制する。
【００２９】
またウインチ荷重リミットスイッチ２６からの信号がオフからオンに切り換わったときには、ブーム作動規制回路３３は、ウインチ操作装置１３がウインチ機構４０によってロープ４６の巻き上げ方向に操作されても、油圧ユニット６０から吊り上げ装置４０への作動油の供給を制限してウインチ駆動モータ４８がウインチ機構４４の定格駆動力以上の吊り上げ力を発生させないようにして、吊り上げ装置４０に過負荷が掛かるのを防止している。
【００３０】
以上ような構成の高所作業車１を用いて例えば電線の工事を行う場合、まずブーム５を倒伏して格納させた状態で道路走行を行い、作業現場へ移動する。作業現場に到着したら車体２を停め、各アウトリガ１１を張り出して車体２を安定支持させる。車体２が安定したことを確認したら作業者は作業台９に搭乗し、ブーム操作装置１２を操作してブーム５を起伏、伸縮、及び旋回動させて作業台９を電線近傍まで移動させて高所作業を行う。
【００３１】
ここで、例えば電柱の上方に備えられるトランスの取り付け作業を行うような場合には吊り上げ装置４０が使われる。作業者は作業台９のウインチ操作装置１３を操作しウインチアーム４３が所望の旋回姿勢及び起伏姿勢になるように調節し、ウインチ駆動モータ４８を作動させてロープ４６の繰り出しを行い、トランスをフック５１に懸けてロープ４６を巻き取ってトランスを上方に吊り上げる。
【００３２】
このときトランスの重量が吊り上げ装置４０の許容荷重よりも小さいときは、ウインチ荷重リミットスイッチ２６は作動しない。この場合は、ブーム作動規制回路３３が、作業台荷重検出値とブームの先端部の位置とから演算処理回路３１により算出されたブームモーメントに対するブーム作動可能領域を超えるようなブーム５の作動を規制し、ブーム作動可能領域を超えない限りはブーム５の作動は可能である。
【００３３】
これに対し、吊り上げ装置４０が許容荷重よりも大きい重量のトランスを吊り上げようとしたときには、吊り上げ装置４０に許容荷重が掛かったときにウインチ荷重リミットスイッチ２６が作動してコントローラ３０への出力信号がオフからオンに切り換わり、ブーム作動規制回路３３がウインチ荷重リミットスイッチ２６のオン信号を検出すると、ブームモーメントに対するブーム作動可能領域を超えないようにブーム５が動作する場合においても、ブーム作動規制回路３３が油圧ユニット６０への作動制御信号を規制して吊り上げ装置４０に作用する荷重が増大する方向（ブーム５が起仰及び伸張作動する方向）にブーム５が作動することを規制する。
【００３４】
ここで、本実施例では吊り上げ荷重検出手段として吊り上げ装置４０に取り付けたウインチ荷重リミットスイッチ２６を用いたが、必ずしも上記のような実施形態に限定されるものではなく、吊り上げ装置４０の許容荷重を検出する吊り上げ荷重検出手段としてウインチ荷重検出センサあるいはロープ４６の張力Ｔの検出センサ等で構成してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に関する高所作業車のブーム作動規制装置によれば、ブームモーメントが許容モーメントより小さいときであっても、例えば吊り上げ装置に設けられた吊り上げ荷重リミットスイッチが吊り上げ装置の許容荷重を超えるのを検出したときには、この検出信号に基いてブーム作動規制装置が吊り上げ装置に作用する荷重が増大する方向、すなわち、ブームが起仰または伸長作動する方向、へのブームの作動を規制することができる。このことで吊り上げ装置の許容荷重以上の重量物を吊り上げ装置が吊り上げたままブームを起伏上げ等させたときの吊り上げ装置に掛かる過負荷を防止し、吊り上げ作業の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高所作業車のブーム作動規制装置を備える高所作業車の構成を説明する斜視図である。
【図２】本発明に係る高所作業車のブーム作動規制装置を備える高所作業車における吊り上げ装置の図である。
【図３】上記吊り上げ装置におけるウインチ機構近傍の拡大図である。
【図４】本発明に係る高所作業車のブーム作動規制装置を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１ 高所作業車
２ 車体
４ 旋回台
５ ブーム
９ 作業台
２６ ウインチ荷重リミットスイッチ（吊り上げ荷重検出手段）
３３ ブーム作動規制回路（ブーム作動規制手段）
４０ 吊り上げ装置
８０ ブーム作動規制装置

Claims (1)

1. 走行可能な車体と、前記車体に旋回動自在に設けられた旋回台と、前記旋回台に起伏動自在に枢結されたブームと、前記ブームの先端部に前記ブームの起伏角度に拘わらず常に水平方向に保持されて取り付けられた作業台と、前記ブームの先端部もしくは前記作業台に取り付けられた吊り上げ装置とを有する高所作業車において、
   前記吊り上げ装置の吊り上げ荷重を検出する吊り上げ荷重検出手段と、
   前記吊り上げ荷重検出手段により前記吊り上げ荷重が許容荷重を超えたことが検出されたときに、前記吊り上げ装置に作用する荷重が増大する方向、すなわち、前記ブームが起仰または伸長作動する方向、への前記ブームの作動を規制するブーム作動規制手段とを有することを特徴とする高所作業車のブーム作動規制装置。

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