JP4553454B2

JP4553454B2 - 高所作業車のブーム構造

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Publication number: JP4553454B2
Application number: JP2000228672A
Authority: JP
Inventors: 吉夫田上; 義則 ▲桑▼原; 信夫川又
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: JP2002046993A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基端部が車体に取り付けられて少なくとも起伏動自在なブームと、ブームの先端部に取り付けられた作業台とを有し、車体に対してブームを起伏作動させて、作業台を所望の高所に移動させて作業を行う高所作業車のブームに関し、さらに詳細には、ガラス繊維強化プラスティックを成型加工して構成した絶縁ブームを有する高所作業車のブーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような構成の絶縁ブームを有する高所作業車は、電気配線や保守作業を行う電設系の高所作業車として広く用いられている。高所作業車はトラック等の車体シャーシ上に、旋回、起伏、伸縮等が自在なブームと、このブームの先端部に取り付けられた作業台とを有し、作業台に配設されたブーム操作装置を操作することによりブームを旋回作動、起伏作動、伸縮作動等作動させて作業台を電柱上の架線支持部など所望の高所に移動させ、目的とする作業を行うことができるように構成されている。
【０００３】
電設系の高所作業車では、上記のように作業台を活線周辺に移動させて作業を行うことが多く、このような作業中に作業者が誤って活線に触れたり、ブーム操作を誤って作業台やブーム先端部を活線に接触させたりする場合も発生する。このため、電設系の高所作業車では活線との接触時においても作業者が感電したり高所作業車が破損したりすることがないように、作業台及び、例えば多段式ブームにおける先端ブーム等の一部のブームをガラス繊維強化プラスティック(以下、「ＧＦＲＰ」と表記する)などの電気絶縁材料を用いて構成し、電流が作業台やブームを通って地落しないように構成している。このような電気絶縁材料で構成されたブームを絶縁ブームと称し、絶縁ブームを有した高所作業車を絶縁型高所作業車という。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の絶縁ブームは、多数のガラスファイバー層を芯金上に積層してエポキシ樹脂等のレジンで硬化させ、硬化後に芯金を取り外して全長にわたって一様な中空の円筒断面または角形断面に成るように成形加工して構成されている。ここで、繊維強化プラスティックＦＲＰは、一般に繊維方向への引っ張り強度が比較的高い反面で、繊維方向への圧縮力や繊維直角方向に作用する引っ張り力に対して抗力が低いため、各方向に必要強度を得るためには繊維方向を変化させて多数のファイバー層を順次積層して構成する必要がある。さらに、ＧＦＲＰで繊維として用いるガラスファイバーＧＦは鋼材等に比べて繊維方向の引っ張り強度も小さい。このため、ＧＦＲＰのみで鋼製ブームと同様の機械的強度を確保するためには、ブームの肉厚が厚く、質量的に重くなり、絶縁ブーム自身のコストが上昇するほか、絶縁ブームの質量増加に伴ってこれを駆動するシステムを含めた絶縁型ブーム装置全体のコストが上昇するという課題があった。
【０００５】
また、ブームの先端部に取り付けられる作業台は、ブームの起伏角に拘わらずその床面を常時水平に維持する必要が有り、先端ブームが絶縁ブームである場合にはＧＦＲＰ製の絶縁ブームの先端部に、別工程で製作された鋳鉄製のブームヘッドを接着やボルト締結等の接合手段により取り付け、このブームヘッドに対して揺動自在な垂直ポストを介して作業台が取り付けられていた。しかしながら、ブームヘッドの取付がボルト締結の場合には、締め付けトルクが過大であればＧＦＲＰの破損を招き、小さければボルトの緩みを生じる等トルク管理の問題や稼働時間の経過に伴うボルトの緩みなどの課題があり、接着の場合には下地処理の不具合による接着強度不足や経時変化に伴う接着剤の剥離などの課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、絶縁ブームとしての必要強度及び必要な電気絶縁性を確保した上で、軽量かつローコストに構成できるブーム構造を提供するとともに、長期信頼性が高いブーム構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明は、基端部が車体に取り付けられて少なくとも起伏動自在なブームと、このブームの先端部に取り付けられた作業台とを有し、車体に対してブームを起伏作動させ作業台を所望の高所に移動させて作業を行う高所作業車のブームにおいて、ブームを構成する少なくとも一部のブーム部材が、全長にわたりガラス繊維強化プラスティックの積層構造により成型加工された絶縁ブームからなり、絶縁ブームの先端部には断面全体がガラス繊維強化プラスティックの積層構造からなる完全絶縁部が形成されるとともに、絶縁ブームの基端側におけるガラス繊維強化プラスティックの内層または中間層に、金属材料または炭素繊維強化プラスティックからなり完全絶縁部に向けて延びる補強層を有して高所作業車のブーム構造を構成する。
【０００８】
絶縁ブームでは、そのブームの少なくとも一部に電気的な絶縁部を有している必要があり、また、曲げモーメントに対する耐力や座屈に対する耐力はブーム基端部ほど大きな強度が必要となる。上記に構成では、絶縁ブームの先端部はＧＦＲＰで形成されて完全な電気絶縁部が構成されており、絶縁ブームの基端側にはＧＦＲＰの内層または中間層に金属材料または炭素繊維強化プラスティック（以下、「ＣＦＲＰ」と表記する）からなる補強層が形成されてブーム強度を向上させている。このため、ＧＦＲＰ層の肉厚は比較的必要耐力が低いブーム先端の電気絶縁部を基準として構成することができる。これにより、絶縁ブームとしての必要強度及び必要な電気絶縁性を確保した上でＧＦＲＰ層の肉厚を低減させ、軽量かつローコストに構成できるブーム構造を提供することができる。
【０００９】
なお、上記補強層の厚さは、絶縁ブームの先端側を薄く基端側を厚く形成することが好ましい。上記したようにブームに求められる耐力はブーム基端部ほど大きく、補強層を一定厚さで構成するときにはブーム基端部に必要な耐力を基準として補強層厚さが規定される。しかし、本構成によれば補強層の厚さは当該ブーム位置に対応して必要位置に必要厚さの補強層を設けることができ、これによりブームの必要強度を維持した上で合理的に、軽量かつローコストなブーム構造を提供することができる。
【００１０】
また、補強層には補強層の表裏を貫通する複数の穴部を設けて高所作業車のブーム構造を構成することも好ましい。この場合、穴部の配設数または開口面積を、完全絶縁部に近いブーム先端部ほど多くブーム基端部ほど少なく形成することが好ましい。例えば軽量梁の例で良く知られるように、梁の立設面に丸穴や六角穴等の穴部を設けても、梁の上下方向に作用する力に対する耐力は大きく変化することがなく、強度を落とさずに梁の軽量化を達成することができる。上記構成によれば軽量梁と同様にして絶縁ブームの強度を低下させることなくブームを軽量化することができる。さらに、複数の穴部を有する補強層を中間層として用い内外層のＧＦＲＰ層で挟み込んで内層および外層のガラス繊維強化プラスティックが前記穴部を介して一体的に結合されるようなブーム構成とすれば、穴部で内外のＧＦＲＰ層が相互に接着接続されるため、補強層として金属材料を用いた場合であっても補強層とＧＦＲＰ層の層間剥離が生じ難く、絶縁ブーム全体の強度を向上させることができる。
【００１１】
絶縁ブームにおけるガラス繊維強化プラスティックの層は、絶縁ブームの先端側が薄く基端側が厚く形成されることも好ましい。前述したようにブームに求められる耐力はブーム基端部ほど大きく、従来ではブーム基端部に必要な耐力を基準として規定された一定厚さのＧＦＲＰ層が形成されていた。本構成によれば、絶縁ブームの基端側には内層または中間層として補強層が形成されるとともに、ＧＦＲＰ層の厚さはブーム位置に対応して必要位置に必要厚さが形成されている。従って、ブームの必要強度を維持した上でＧＦＲＰ層を低減させ軽量かつローコストなブーム構造を提供することができる。
【００１２】
また、以上の本発明において、完全絶縁部を隔てた絶縁ブームの先端部には、ガラス繊維強化プラスティックの内層または中間層に金属材料から成るヘッド部材を有し、絶縁ブームの先端部にはヘッド部材及びガラス繊維強化プラスティックの層を貫通して取付穴が形成され、作業台は取付穴に揺動自在に配設されたポスト部材を介して取り付けられるように高所作業車のブーム構造を構成する。
【００１３】
このような構成によれば、金属材料から成るヘッド部材がＧＦＲＰの内層または中間層に一体的に形成されるとともに、作業台はヘッド部材及びＧＦＲＰ層を貫通して設けられた取付穴に揺動自在に配設されたポスト部材を介して取り付けられている。このようにヘッド部材がＧＦＲＰの内層または中間層に一体的に形成されているため、従来のようにボルトの緩みや接着剤の剥離等によるブームヘッドの脱落を生じることがなく、長期信頼性が高い絶縁ブームのブーム構造を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係るブーム構造を有した高所作業車の一例として、多段ブーム式の高所作業車１を図１０に示している。高所作業車１は、運転キャビン２ａを有し走行可能に構成された車体２上に、旋回モータ１１の作動により車体２に対して水平方向に旋回動自在に構成された旋回台３が配設されており、この旋回台３の上端部に起伏シリンダ１２の伸縮作動により旋回台３に対して起伏動自在にブーム４が枢着されている。
【００１５】
ブーム４は旋回台３上端部に枢着された基端ブーム４ａと、この基端ブーム内に順次テレスコープ状に嵌挿された中間ブーム４ｂ及び先端ブーム４ｃとからなり、ブーム４の内部に配設された伸縮シリンダ１３の作動により基端ブーム４ａに対して伸縮動自在に構成されている。先端ブーム４ｃの先端部には、図示しないレベリングシリンダの作動によりブーム４の起伏角度に拘わらず常時垂直を維持する垂直ポスト６が枢結されており、この垂直ポスト６に首振りアーム７を介して作業台８が水平旋回自在（首振り自在）に取り付けられている。
【００１６】
垂直ポスト６の上端部にはウィンチ装置１８が設けられており、高所での重量物吊り上げや吊り下ろし等を容易に行うことができる。車体２の前後左右にはアウトリガジャッキ１７，１７…が配設されており、ジャッキを張り出し接地させて車体を持ち上げ支持させることにより、高所作業時にブーム４を介して車体２に作用する転倒モーメントに抗して車体２を安定支持する。
【００１７】
作業台８には上部操作装置２０が設けられ、車体２の後部には下部操作装置２１が設けられている。このため、作業台８に搭乗する作業者が上部操作装置２０を操作して旋回台３の旋回操作、ブーム４の起伏及び伸縮操作、作業台８の首振り操作などを行うことができ、地上の作業者が下部操作装置２１を操作して同様な作動操作を行うことができる。
【００１８】
下部操作装置２１に隣接して旋回台やブームの作動を制御する作動制御装置が配設されており、上部操作装置２０や下部操作装置２１から操作信号が入力されると、この操作信号に応じた指令信号を油圧ユニット内の対応する電磁比例弁に出力してバルブ開度を制御し、旋回モータ１１による旋回台３の旋回作動、起伏シリンダ１２によるブーム４の起伏作動、伸縮シリンダ１３によるブーム４の伸縮作動、首振りモータによる作業台８の首振り作動等を制御する。
【００１９】
このため、作業台８に搭乗する作業者は上部操作装置２０を操作することにより、地上の作業者は下部操作装置２１を操作することにより、対応する各油圧アクチュエータを作動させて旋回台３を旋回作動させ、ブーム４を起伏作動及び伸縮作動させ、作業台を首振り作動させ、作業台８を所望の高所に移動させて作業を行うことができる。
【００２０】
絶縁型高所作業車では、前述したように高所作業中に作業台に搭乗する作業者がブーム操作を誤って作業台８を架空の電線に接触させ、あるいは自らが誤って活線に接触してしまったような場合であっても、電流がブーム４を伝って地落しないように、また、搭乗する作業者が感電しないように、作業台８を構成するバケット及び先端ブーム４ｃがＧＦＲＰなどの電気絶縁材料を用いて構成されている。すなわち、本実施例においては先端ブーム４ｃが絶縁ブームを構成する。以下、本発明に係る絶縁ブーム構造の好ましい実施形態について図１から図９を用いて説明する。なお、以降説明する各図は特記しない限りブーム長手方向の主要断面図を示し、各図における左方がブーム先端部、右方がブーム基端部である。
また、図７から図９を除く各図では説明簡明化のため、ブームヘッドや伸縮シリンダ等の取付構造を省略して表示している。
【００２１】
まず、図１は、本発明に係る絶縁ブーム構造の第１の好ましい実施形態を示している。絶縁ブーム４１は図１(a)にブームの長手方向の主要断面図を示し、この図中にIb-Ib矢視で示すブーム直交方向の断面図を図１(b)に示すように、中空の角形断面を有して管状（角形鋼管状）に長く形成されている。
【００２２】
絶縁ブーム４１は、大きく内層、中間層、外層の三層構成から成り、内層４１１及び外層４１３はブーム全長にわたりそれぞれＧＦＲＰの多層積層構造で形成されている。ブーム先端部には中間層もＧＦＲＰの多層積層構造で形成された長さＬの完全絶縁部４１０が設けられており、この完全絶縁部４１０でブーム先端部に配設されるブームヘッド部と基端側ブームとの電気絶縁性を確保している。
完全絶縁部４１０を除くブーム基端側の中間層には、鋼板やアルミ合金板、ＣＦＲＰ等の高強度部材を用いた補強層４１２が形成されている。
【００２３】
内層４１１、補強層(中間層)４１２、外層４１３の各層の厚さやガラス繊維の配向方向及び各配向方向の積層数等はブームに作用するモーメントや剪断力等の分布を考慮して定められるが、本実施例においては完全絶縁部４１０において要求される耐力を満足するＧＦＲＰ層の厚さを基準としてブーム全厚が規定され、この全厚に対する補強層４１２の材質及び厚さはブーム基端部に要求される耐力を満たす条件の組み合わせを基準として規定される。
【００２４】
このような複数層から成る絶縁ブーム４１の形成方法には種々の方法があるが、例えば、ガラス繊維を撚り上げて糸状にしたものにエポキシレジン等の結合材を塗布しながら芯金に一定の交差角で巻き付け、あるいは繊維方向を一定方向に引き揃えて結合材を含浸させ布状に半硬化させた一方向プリプレグや繊維方向を直交方向に織り込んで結合材を含浸させ布状に半硬化させた直交プリプレグを順次所定の交差角となるように張り合わせるなどにより、まず多層積層構造の内層４１１及び完全絶縁部４１０の中間層を形成させる。
【００２５】
次いでブーム基端側に、例えば鋼板を角形鋼管状に成型して表裏面をプライマー処理した補強部材を内層４１１に接着固定して補強層４１２を形成させる。このとき、例えば、内層４１１及び補強部材をともに微小なテーパ形状に形成してこれ等を軸方向に押圧して接着することにより、内層４１１に補強部材を隙間なく接着固定して補強層４１２を形成することができる。また、例えば補強部材の四辺のうちの一辺を開いた形状に形成して絞り込んで押圧接着させ、あるいはハット状に二分割してこれを重ね合わせて接着ないしボルト締結することによっても同様に隙間なく接着固定することができる。
【００２６】
補強部材としてＣＦＲＰを用いる場合には、内層４１１と同様の手法を用いて内層４１１上にそのまま順次積層することができる。このような構成によれば、炭素繊維のもつ軽量かつ高強度な特性を生かして薄肉で軽量な絶縁ブームを構成することができる。また内層４１１及び外層４１３のＧＦＲＰと中間層４１２のＣＦＲＰとはともに同質の結合材（レジン）を用いて構成し同時に硬化させることができるため、内外層４１１，１４３と補強層４１２との結合度が極めて高く、層間剥離を生じない高強度ブームを構成することができる。なお、用いる炭素繊維はＰＡＮ系繊維であってもピッチ系繊維であっても良いが、高弾性のピッチ系繊維を用いることにより補強層厚さをより薄く軽量に構成することができる。
【００２７】
このようにして内層４１１及び中間層４１２を形成した後、内層４１１と同様の手法を用いて外層４１３を形成する。そして、必要に応じて内外層間に機械的圧力を加えて圧縮矯正及び層間圧縮を行い、さらに内外層をシートで挟み真空吸引を行って脱気及び層間圧縮を行いながらオートクレーブ中で硬化させる。
【００２８】
以上のようにして構成された絶縁ブーム４１は、ブームの先端部にＧＦＲＰの多層積層構造から成る完全絶縁部４１０が形成され、ブームの基端側には内外層を覆うＧＦＲＰに挟まれて中間層に金属材料またはＣＦＲＰからなる補強層４１２が形成されている。このため、ＧＦＲＰ層の肉厚は基端部よりも必要耐力が低いブーム先端部を基準として規定することができ、これにより、必要強度及び電気絶縁性を確保した上でＧＦＲＰ層の肉厚を減少させて、軽量かつローコストに絶縁型ブームを有するブーム装置を構成することができる。
【００２９】
次に、本発明に係る絶縁ブーム構造の第２の好ましい実施形態を図２に示す。
この絶縁ブーム４２は、前述した絶縁ブーム４１と同様に角形の中空断面形状を有して形成されており、図２は図１(a)と同様にブーム長手方向の主要断面図を示している。
【００３０】
絶縁ブーム４２は、内層、中間層、外層の三層構成から成り、内層４２１及び外層４２３はブーム全長にわたりそれぞれＧＦＲＰの多層積層構造で形成されている。ブーム先端部には中間層もＧＦＲＰの多層積層構造で形成された長さＬの完全絶縁部４２０が設けられており、この完全絶縁部４２０でブーム先端部に配設されるブームヘッド部と基端側ブームとの電気絶縁性を確保している。完全絶縁部４２０を除くブーム基端側の中間層は、鋼板やアルミ合金板、ＣＦＲＰ等の高強度部材を用いた補強層４２２が形成されている。
【００３１】
補強層４２２は、第１補強層４２２ａ、第２補強層４２２ｂ、第３補強層４２２ｃの三層からなる積層構成となっており、それぞれの長さは第１補強層＜第２補強層＜第３補強層のように形成されている。そして、これ等の補強層をそれぞれブーム基端部で揃えてブーム先端側に延びるように積層して固着することにより、補強層の厚さが絶縁ブームの先端側で薄く基端側で厚くなるように構成している。
【００３２】
補強層４２２は、絶縁ブーム４２の製作過程において第１補強層４２２ａ→第２補強層４２２ｂ→第３補強層４２２ｃの順に順次積層して接着固定することができるが、ＧＦＲＰの中間層形成と併せて各層間に薄いＧＦＲＰ層を設けて巻き込み固定してゆくことも好ましい実施形態である。また、三つの補強層４２２ａ，４２２ｂ，４２２ｃを外部で溶接等により段付の補強層４２２として一体的に形成した後に、同様に段付加工した絶縁ブーム４２の内層４２１に接着固定して構成することも可能である。
【００３３】
前述したように、ブームに求められる耐力はブーム基端部ほど大きく、補強層４２２を一定厚さで構成するときにはブーム基端部に必要な耐力を基準として補強層厚さが規定される。しかし上記構成によれば補強層４２２の厚さは当該ブーム位置に対応して必要位置に必要厚さの補強層を形成させることができ、これにより合理的にブーム先端部からブーム中間部における補強層の厚さを低減させて、軽量かつローコストなブーム構造を提供することができる。
【００３４】
なお、上記構成において補強層４２２の分割数や分割された補強層の配設順序（例えば図２では各層の長さが第１補強層＜第２補強層＜第３補強層であるがこの長さの順序を逆にすること）等は絶縁ブーム４２の仕様やこれに対応する製作方法等により適宜変更することができる。
【００３５】
次に、本発明に係る絶縁ブーム構造の第３の好ましい実施形態を図３に示す。
この絶縁ブーム４３は、前述同様に内層、中間層、外層の三層構成から成り、内外層４３１，４３３はブーム全長にわたりＧＦＲＰの多層積層構造で形成されている。ブーム先端部には中間層もＧＦＲＰの多層積層構造で形成された長さＬの完全絶縁部４３０が設けられており、ブームヘッド部と基端側ブームとの電気絶縁性を確保している。ブーム基端側の中間層は鋼板やアルミ合金板、ＣＦＲＰ等の高強度部材を用いた補強層４３２が形成されている。
【００３６】
前述するように、絶縁ブームに求められる耐力はブーム基端部ほど大きく先端部ほど小さくなる。そこで、この絶縁ブーム４３では、ブーム基端側の中間層に高強度材からなる補強層４３２を設けるとともに、ＧＦＲＰ層を絶縁ブームの先端側で薄く基端側に厚く形成する。すなわち、図３におけるブーム先端部の肉厚ｔ₁＜とブーム基端部の肉厚ｔ₂との関係がｔ₁＜ｔ₂となるようにＧＦＲＰ層をテーパ状に形成する。
【００３７】
これにより、絶縁ブーム先端部におけるブーム肉厚をさらに削減してブーム先端を軽量化した絶縁ブームを提供することができるとともに、複雑な構成の補強層を設けることなく合理的な構成の絶縁ブームを提供することができる。従って、ブームの必要強度を維持した上でＧＦＲＰ層を低減させ軽量かつローコストなブーム構造を提供することができる。
【００３８】
次に、本発明に係る絶縁ブーム構造の第４の好ましい実施形態を図４及び図５に示している。この絶縁ブーム４４は、これまでに説明した第１から第３の実施形態の絶縁ブーム４１，４２，４３について、さらにブームを軽量化させるとともに、内層、中間層、外層の層間結合度を向上させて高強度のブームを構成するブーム構造を提供するものである。
【００３９】
すなわち、絶縁ブーム４４は内層、中間層、外層からなる三層構造を有し、ブーム先端部には中間層もＧＦＲＰ層からなる完全絶縁部が設けられている。ブーム基端側の中間層は鋼板やアルミ合金板等の高強度部材を用いた補強層４４２が形成されており、ブームの必要強度を維持した上でＧＦＲＰ層の積層厚を低減させている（図１〜図３参照）。
【００４０】
その上で、本実施形態における補強層４４２には、矩形断面の補強層の曲げ強度やねじり強度を大きく低下させず、補強層としての必要な耐力を維持する範囲内で、複数の貫通穴４４２ａ，４４２ａ…が設けられている。貫通穴の近傍領域では、図４におけるV-V矢視の部分断面図を図５に示すように、貫通穴４４２ａを通して内層側のＧＦＲＰ層４４１と外層側のＧＦＲＰ層４４３とが結合されて一体の絶縁層を形成する。
【００４１】
このため、鋼板のように単位質量の大きい補強材料を用いる場合であっても、穴あき構成とすることにより補強層としての必要強度を維持した上でブームを軽量化することができる。さらに、貫通穴４４２ａの部分において内層側のＧＦＲＰ層４４１と外層側のＧＦＲＰ層４４３とが一体的に接着結合されるため、三層間での層間剥離が生ずることがなく、絶縁ブーム全体として高強度のブームを得ることができる。なお、補強層の板厚が薄い場合には内外層を直接接着接合させて構成することができ、補強層の板厚が厚い場合には貫通穴と同一形状の成形樹脂をサンドイッチさせ、あるいはＧＦフィラーを混練したレジンを貫通穴部に充填したりプリプレグを積層させたりすることにより内外層を一体結合させることができる。
【００４２】
図６に示す絶縁ブーム４５は、第４の実施形態による絶縁ブームの他の実施例を示している。度々述べるように絶縁ブームに求められる耐力はブーム基端部ほど大きく先端部に近づくほど小さくなる。そこで、この絶縁ブーム４５では絶縁ブーム４４と略同一構成のブームにおいて、補強層４５２に設ける貫通穴４５２ａの配設数、または貫通穴の開口面積を、必要とされる耐力に対応して完全絶縁部４５０に近いブーム先端部ほど多く、ブーム基端部ほど少なく形成している。
従って、簡便な構成でブーム先端部を軽量化させた絶縁ブームを提供することができる。
【００４３】
次に、本発明に係る絶縁ブーム構造の第５の実施形態を図７から図９に示しており、本実施形態は、ＧＦＲＰ層のみで構成される従来の絶縁ブームや、これまでに説明した各絶縁ブーム４１〜４５の先端部にブームヘッド部材を一体構造として設けるものである。例えば、図７(a)に示す絶縁ブーム４６は、図１に示した絶縁ブーム４１の先端部に絶縁距離Ｌをおいてヘッド部材４６５を一体成形した絶縁ブームである。
【００４４】
すなわち、絶縁ブーム４６は、内層、中間層、外層の三層からなり、内層４６１及び外層４６３はブーム全長にわたりそれぞれＧＦＲＰの多層積層構造で形成されている。ブーム基端側の中間層は高強度部材を用いた補強層４６２が形成されており、ブーム先端部の中間層には鋼板を矩形断面形状に成型したヘッド部材４６５が内外層のＧＦＲＰ層４６１，４６３に挟み込まれて一体的に固着されている。ブーム先端部の左右側面には、図中にVIIb-VIIb矢視で示す部分断面図を図７(b)に示すように、ヘッド部材４６５及びその内外周を覆うＧＦＲＰ層を貫通するポスト取付穴４６６，４６６が形成され、上面には垂直ポストの立設部を受容するＵ字状の受容開口４６７が形成されている。
【００４５】
ブーム先端部におけるヘッド部材４６５と補強層４６２との間には、中間層を含む三層ともＧＦＲＰの多層積層構造で形成された長さＬの完全絶縁部４６０が設けられており、この完全絶縁部４６０でブーム先端部のヘッド部材４６５と補強層４６５や基端側ブームとの電気絶縁性を確保している。
【００４６】
このように構成される絶縁ブーム４６の先端部に垂直ポスト６が取り付けられる。図８(a)(b)は図７(a)(b)に対応して垂直ポスト６が取り付けられた絶縁ブーム４６の先端部を示し、図９は図８(a)中にIX矢視で示す絶縁ブーム先端部の上面図を示している。垂直ポスト６は、作業台８が首振り動自在に取り付けられる立設部６３と、この立設部６３の基端側に左右に延びて形成された円筒形のボス６２，６２を有しており、左右のボス６２，６２を貫通してシャフト６１を受容する軸受穴が形成されている。
【００４７】
垂直ポスト６は、ブーム先端側から絶縁ブーム４６内に挿入され、左右のボスに形成された軸受穴とポスト取付穴４６６，４６６の軸を一致させた状態でシャフト６１を一方のポスト取付穴４６６から挿入・連通させて、垂直ポスト６をブーム先端部に接続させる。左右のポスト取付穴４６６，４６６を連通するシャフト６１は図示しない固定手段によりブーム先端部に固定する。ブーム先端部には垂直ポストの立設部６３を受容するＵ字状の受容開口４６７が形成されており、垂直ポストは図示しないレベリングシリンダの作動により、シャフト６１周りに揺動自在に支持される。
【００４８】
このような構成によれば、ヘッド部材４６５が中間層として内外のＧＦＲＰ層４６１，４６３に挟まれて一体的に形成されているため、作業台８やウィンチ装置１８から垂直ポスト６を介してブーム先端部に作用する力を、ヘッド部材４６５が接合される広い面積で分担して均一に受けることができる。従って、従来のようにボルトの緩みや狭い接着面での接着剤の剥離等を生じることがなく、長期信頼性が高い絶縁ブームのブーム構造を提供することができる。
【００４９】
なお、以上各実施形態では多段式ブームの先端ブームを絶縁ブームとして構成した場合を例に採り説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、例えば多段式ブームの中間ブームや基端ブームとして、あるいは単段ブームとしても同様の構成を用いることができる。また、本実施例では１本のブーム全体を絶縁ブームとして構成する例を開示したが、１本のブームの一部についてこのような絶縁構造を採用することも可能である。例えば、図１から図９に示した絶縁ブームの基端側に鋼製のブームを固定接続して１本のブームを構成することも可能である。さらに、各実施例では補強層やヘッド部材をＧＦＲＰの中間層に形成した例を開示したが、これ等を内層に設けた２層構造として構成することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、基端部が車体に取り付けられて少なくとも起伏動自在なブームとこのブーム先端部に取り付けられた作業台とを有する高所作業車のブームにおいて、ブームの少なくとも一部がＧＦＲＰを成型加工して構成した絶縁ブームからなり、ブームを構成する少なくとも一部のブーム部材が、全長にわたりガラス繊維強化プラスティックの積層構造により成型加工された絶縁ブームからなり、絶縁ブームの先端部には断面全体がＧＦＲＰの積層構造からなる完全絶縁部が形成されるとともに、絶縁ブームの基端側におけるＧＦＲＰの内層または中間層に、金属材料または炭素繊維強化プラスティックからなる補強層を有して高所作業車のブーム構造を構成する。このため、ＧＦＲＰ層の肉厚は比較的必要耐力が低いブーム先端を基準として構成することができ、これにより、絶縁ブームとしての必要強度及び必要な電気絶縁性を確保した上でＧＦＲＰ層の肉厚を低減させ、軽量かつローコストなブーム構造を提供することができる。
【００５１】
また、上記補強層の厚さを、絶縁ブームの先端側で薄く基端側に厚く形成することにより、当該ブーム位置に対応した必要厚さの補強層を設けることができ、これによりブームの必要強度を維持した上で合理的に、軽量かつローコストなブーム構造を提供することができる。
【００５２】
また、補強層に補強層の表裏を貫通する複数の穴部を設けて絶縁ブームを構成することにより、絶縁ブームの強度を低下させることなくブームを軽量化することができる。さらに、複数の穴部を有する補強層を中間層として内外層のＧＦＲＰ層で挟み込んで内層および外層のガラス繊維強化プラスティックが前記穴部を介して一体的に結合されるようなブーム構成とすることにより、穴部で内外層のＧＦＲＰが一体的に接合されるため、補強層とＧＦＲＰ層の層間剥離が生じ難く、高強度で信頼性が高い絶縁ブームを提供することができる。
【００５３】
なお、絶縁ブームにおけるガラス繊維強化プラスティックの層を、絶縁ブームの先端側で薄く基端側に向かうにつれて厚く形成することにより、ブーム先端部のＧＦＲＰ層の厚さを低減することができ、これによりブームの必要強度を維持した上でブーム先端部を軽量化させて軽量かつローコストなブーム構造を提供することができる。
【００５４】
また、完全絶縁部を隔てた絶縁ブームの先端部に、金属材料から成るヘッド部材をＧＦＲＰ層の内層または中間層として一体的に配設し、このブーム先端部にヘッド部材及びＧＦＲＰ層を貫通して取付穴を形成する。そして、取付穴に揺動自在に組み付けられたポスト部材を介して作業台を取り付けて高所作業車のブーム構造を構成することにより、作業台等からポスト部材を介してブーム先端部に作用する力を、ヘッド部材が一体接合される広い面積で均一に受けることができ、これによりボルトの緩みや狭い接着面での接着剤の剥離等に起因するブームヘッドの脱落を生じることがなく、長期信頼性が高い高所作業車のブーム構造を提供することができる。
【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構造における第１の好ましい実施形態を示す絶縁ブームの断面図である。このうち図(a)は絶縁ブームの長手方向の主要断面図、図(b)は図(a)中にIb-Ib矢視で示すブーム直交方向の断面図である。
【図２】本発明に係る高所作業車のブーム構造における第２の好ましい実施形態を示す絶縁ブームの断面図である。
【図３】本発明に係る高所作業車のブーム構造における第３の好ましい実施形態を示す絶縁ブームの断面図である。
【図４】本発明に係る高所作業車のブーム構造における第４の好ましい実施形態を示す絶縁ブームの部分断面図（斜視図）である。
【図５】図４中にV-V矢視で示す絶縁ブームの部分断面図である。
【図６】第４の実施形態における絶縁ブームの他の実施例を示す部分断面図である。
【図７】本発明に係る高所作業車のブーム構造における第５の好ましい実施形態を示す絶縁ブームの断面図である。このうち図(a)は絶縁ブームの長手方向の主要断面図、図(b)は図(a)中にVIIb-VIIb矢視で示すブーム直交方向の断面図である。
【図８】上記第５の実施形態における絶縁ブームの先端部に垂直ポストを取り付けた状態を示す断面図である。このうち図(a)はブーム先端部のブーム長手方向の断面図、図(b)は図(a)中にXIIIb-XIIIb矢視で示すブーム先端部の断面図である。
【図９】図８中にIX-IX矢視で示すブーム先端部の上面図である。
【図１０】本発明に係る絶縁ブームを有する高所作業車の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１高所作業車
２車体
４ブーム（４ａ基端ブーム、４ｂ中間ブーム、４ｃ先端ブーム）
６垂直ポスト（ポスト部材）
８作業台
４１，４２，４３，４４，４５，４６絶縁ブーム
４１２，４２２，４３２，４４２，４５２，４６２補強層
４４２ａ，４５２ａ貫通穴（補強層の表裏を貫通する穴部）
４６５ヘッド部材
４６６取付穴（ヘッド部材及びＧＦＲＰ層を貫通する取付穴）

Claims

基端部が車体に取り付けられて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取り付けられた作業台とを有し、前記車体に対して前記ブームを起伏作動させ、前記作業台を所望の高所に移動させて作業を行う高所作業車のブームにおいて、
前記ブームを構成する少なくとも一部のブーム部材が、全長にわたりガラス繊維強化プラスティックの積層構造により成型加工された絶縁ブームからなり、
前記絶縁ブームの先端部には断面全体が前記ガラス繊維強化プラスティックの積層構造からなる完全絶縁部が形成されるとともに、前記絶縁ブームの基端側における前記ガラス繊維強化プラスティックの内層または中間層に、金属材料または炭素繊維強化プラスティックからなり前記完全絶縁部に向けて延びる補強層を有することを特徴とする高所作業車のブーム構造。
前記補強層の厚さは、前記絶縁ブームの先端側が薄く基端側が厚く形成されることを特徴とする請求項１に記載の高所作業車のブーム構造。
前記補強層には前記補強層の表裏を貫通する複数の穴部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の高所作業車のブーム構造。
前記穴部の配設数または開口面積を、前記完全絶縁部に近いブーム先端部ほど多くブーム基端部ほど少なく形成したことを特徴とする請求項３に記載の高所作業車のブーム構造。
前記補強層は内層および外層が前記ガラス繊維強化プラスティックにより形成された前記絶縁ブームの中間層に設けられており、前記内層および外層のガラス繊維強化プラスティックが前記穴部を介して一体的に結合されるように構成したことを特徴とする請求項３または４に記載の高所作業車のブーム構造。
前記ガラス繊維強化プラスティックの層は、前記絶縁ブームの先端側が薄く基端側が厚く形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の高所作業車のブーム構造。
前記完全絶縁部を隔てた前記絶縁ブームの先端部には、前記ガラス繊維強化プラスティックの内層または中間層に金属材料から成るヘッド部材を有し、
前記絶縁ブームの先端部には前記ヘッド部材及びガラス繊維強化プラスティックの層を貫通して取付穴が形成されており、
前記作業台は前記取付穴に揺動自在に配設されたポスト部材を介して取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の高所作業車のブーム構造。