JPH0724390Y2 - ブーム作業車の負荷検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ．考案の目的 （産業上の利用分野） 本考案は少なくとも起伏自在なブームの先端に上下に揺
動自在に作業台を取り付けて成る高所作業車に関し、さ
らに詳しくは、この高所作業車において、ブームに作用
する負荷を検出する負荷検出装置に関する。

（従来の技術） 上記高所作業車においては、作業台を常に水平に保持す
るレベリング装置が用いられる。このレベリング装置を
備えた高所作業車の１例を第４図に示す。この高所作業
車は、車体１上に旋回自在な旋回台２を有し、この旋回
台２に起伏自在に伸縮ブーム３が取り付けられている。
伸縮ブーム３は、枢着ピン2aにより旋回台２に枢支され
た基端ブーム3aと、この基端ブーム3aに対して伸縮自在
な先端ブーム3bとから構成され、先端ブーム3bの先端に
ピン5aにより上下に揺動自在に作業台５が取り付けられ
ている。なお、車体１の前後左右４箇所には作業時に伸
長して車体１を支持するアウトリガ８が配設されてい
る。

車体１と基端ブーム3aとの間には起伏シリンダ４が配設
され、この起伏シリンダ４の伸縮により伸縮ブーム３の
起伏作動がなされる。また、伸縮ブーム３の内部には伸
縮シリンダ（図示せず）が配設され、この伸縮シリンダ
の伸縮により先端ブーム3bの伸縮作動がなされる。先端
ブーム3bと作業台５との間には図示のように上レベリン
グシリンダ６が配設されており、この上レベリングシリ
ンダ６の伸縮に応じて作業台５の上下方向の揺動制御が
なされる。

この揺動制御は作業台５の姿勢を常に水平に保持するよ
うになされるものであり、車体１と基端ブーム3aとの間
に下レベリングシリンダ７が配設され、上レベリングシ
リンダ６のボトム側油室と下レベリングシリンダ７のボ
トム側油室とが連通されるとともに、下レベリングシリ
ンダ７のロッド側油室と上レベリングシリンダ６のロッ
ド側油室とが連通されている。このため、伸縮ブーム３
が起伏作動されて、下レベリングシリンダ７が伸縮され
ると、上レベリングシリンダ６は下レベリングシリンダ
７と逆方向に伸縮され、これにより、作業台５の姿勢が
常に水平に保持されるようになっている。

一方、このような高所作業車の伸縮ブーム３には、伸縮
ブーム３の自重や作業台５の重量、作業台５上の作業者
および機材の重量により転倒方向に負荷が加わる。この
負荷は、上記重量の大きさ、伸縮ブーム３の起伏角、伸
長量、アウトリガ８の張り幅等に応じて異なり、この負
荷が大きくなると車体安定性が低下するという問題があ
る。このため、この負荷が伸縮ブーム３の起伏角、伸長
量、アウトリガ８の張り幅等に応じて設定された許容値
に達したときには、警報を発したり、これ以上負荷を増
加させるようなブーム３の作動を規制する安全装置が用
いられる。

従来におけるこの負荷の検出は、起伏シリンダ４に作用
する軸力を検出して行われていた。具体的には、例え
ば、起伏シリンダ４の旋回台２への枢支を行うピン4aに
ロードセルを組み込み、このロードセルに加わる曲げ荷
重から上記軸力を検出し、これに基づいてブーム３の負
荷を算出していた。

しかしながら、上記のような構成のレベリング装置が用
いられている場合には、下レベリングシリンダ７によっ
ても伸縮ブーム３が支えられており、起伏シリンダ４の
軸力だけではブーム３の枢着軸まわりのモーメントの検
出が不正確になるという問題がある。

このようなことから、実公平1-14640号公報には、別に
下レベリングシリンダ７の軸力を検出して、ブーム３の
枢着軸回りのモーメント、即ち、ブーム３の負荷を検出
することが開示されている。

（考案が解決しようとする課題） このように下レベリングシリンダ７に作用する軸力と起
伏シリンダ４に作用する軸力とを検出して上記負荷を求
めれば、正確な負荷の検出を行うことができるのである
が、軸力を検出するためのロードセルが起伏シリンダ４
用とレベリングシリンダ７用の２個必要であり、負荷検
出装置として、構造の複雑化、高価格化に繋がるという
問題がある。さらに、検出した２つの軸力を加算して負
荷の算出を行う必要があり、その負荷算出過程が複雑化
し易いという問題がある。

本考案はこのような問題に鑑みたもので、１つの負荷検
出器（ロードセル）のみで、下レベリングシリンダの負
荷も合わせた負荷の検出ができ、正確な負荷の算出を行
うことができるようなブーム作業車の負荷検出装置を提
供することを目的とする。

ロ．考案の構成 （課題を解決するための手段） このような目的達成のため、本考案の負荷検出装置で
は、リンク部材を採用し、このリンク部材の一端（以
下、軸着端と称する）をブームと旋回台との枢着軸上に
回転可能に取り付ける一方、他端（以下、ピン側端と称
する）を旋回台に一本のピン部材により取付け、ブーム
とこのリンク部材との間に起伏シリンダおよび上記レベ
リング装置の下レベリングシリンダを配設するととも
に、上記ピン部材に負荷検出器を取り付け、この負荷検
出器の検出値に基づいてブームに作用する負荷を算出す
るよう構成している。

（作用） このような負荷検出装置では、起伏シリンダの軸力およ
び下レベリングシリンダの軸力はリンク部材を介して上
記ピン部材により受ける。このため、ピン部材に取付け
られた負荷検出器のみにより上記両軸力の合力を検出で
き、さらには、ブームに作用する負荷を検出できる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本考案の好ましい実施例について
説明する。

第１図に本考案に係るモーメント検出装置を備えた高所
作業車を示す。なお、この高所作業車は第４図に示した
従来の高所作業車に類似するため、これと同一部分には
同一番号を付してその説明を簡単に行う。

車体１上には旋回台２が設けられ、この旋回台２には基
端ブーム3aと先端ブーム3bとからなる伸縮ブーム３が起
伏自在に配設され、先端ブーム3bの先端には上下に揺動
自在に作業台５が取り付けられている。作業台５と先端
ブーム3bとの間には上レベリングシリンダ６が配設され
ている。また、車体１の前後左右にはアウトリガ８が配
設されている。以上の構造については、第４図に示した
高所作業車と同一である。

旋回台２は、第２図に示すように、旋回盤21上に一対の
ブーム支持部材22、23が配設されてなり、これらブーム
支持部材22、23の上部間には、枢着軸24が架設されてい
る。この枢着軸24の両端部には、上記伸縮ブーム３の基
端部における両枢着部3cが起伏方向に揺動自在に取り付
けられている。

また、枢着軸24の中央部には、リンク部材25の上端部
（以下、軸着端と称する）が回転可能に取り付けられて
いる。このリンク部材25は、その下部がその上部に対し
て旋回台２の前方に向かって所定角度だけ屈曲した板状
部材である。リンク部材25の裏側（旋回台２の後方に面
する側）の下端部には脚部25aが設けられ、この脚部25a
の下端部には挿入孔25bが形成されている。なお、この
挿入孔25bが形成された部分をリンク部材25のピン側端
と称する。

旋回盤23上には、ブーム支持部材22、23の中間部におい
て、一対の脚部支持部材26、27が固設されている。これ
ら脚部支持部材26、27には、脚部25aの挿入孔25bに対応
する挿入孔26a、27a（なお図には、脚部支持部材26に設
けられた挿入孔26aのみ示している）が形成されてい
る。このため、脚部25aを脚部支持部材26、27の間に挟
んだ状態で各挿入孔25b、26a、27aを貫通させて１本の
ピン部材28を挿入することによりリンク部材25のピン側
端が旋回台２に固定される。

伸縮ブーム３を起伏させる起伏シリンダ14は、そのピス
トンロッドの先端部が伸縮ブーム３の下面に接合された
ブーム側起伏ブラケット3dに、そのシリンダチューブの
下端部が上記リンク部材25の表側（旋回台２の前方に面
する側）の下部に接合されたリンク側起伏ブラケット25
dそれぞれ枢支されて取り付けられている。

また、下レベリングシリンダ17は、そのピストンロッド
の先端部が伸縮ブーム３の下面であって上記ブーム側起
伏ブラケット3dよりも基端側に取付られたブーム側レベ
リングブラケット3eに、そのシリンダロッドがリンク部
材25の表側上部に取付られたリンク側レベリングブラケ
ット25eにそれぞれ枢支されて取り付けられている。

ここで、上記下レベリングシリンダ17と上レベリングシ
リンダ６とは２本の油路を介して接続されており、これ
により、作業台５を常に水平状態に保持するレベリング
装置が構成されている。具体的には、上記２本の油路の
うちの１本により、下レベリングシリンダ17のボトム側
油室と上レベリングシリンダ６のボトム側油室とが連通
され、残りの１本により、上レベリングシリンダ６のロ
ッド側油室と下レベリングシリンダ17のロッド側油室と
が連通されている。このため、例えば、伸縮ブーム３が
起伏上げ作動されると、下レベリングシリンダ17は伸長
されるのであるが、この伸長に応じて上レベリングシリ
ンダ６は縮小され、作業台５が水平状態のまま保持され
る。

以上の構成の高所作業車は、さらに、車体に作用する転
倒方向モーメントを検出するモーメント検出装置を備え
ている。このモーメント検出のため、リンク部材25のピ
ン側端を脚部支持部材26、27、即ち、旋回台２に固定す
るピン部材28にロードセルが配設されており、このロー
ドセルにより起伏シリンダ14および下レベリングシリン
ダ17の軸力に係るリンク部材25の軸着端回りのモーメン
ト、即ち、伸縮ブーム３に作用する負荷を検出する。

ここで、第３図を用いて上記負荷検出の原理について説
明する。

鎖線３′、14′および17′は、それぞれ伸縮ブーム３の
起伏基準線、起伏シリンダ14の軸線および下レベリング
シリンダ17の軸線を示す。リンク部材25に作用する起伏
シリンダ14の軸力はF_KCで示され、下レベリングシリン
ダ17の軸力はF_LCで示される。これら軸力F_KC、F_LCは、
作業台５の搭載重量や伸縮ブーム３の起伏角、伸長量に
より変化する。また、伸縮ブーム３の起伏角θによって
変化する枢着軸24（軸着端）から起伏シリンダ14の軸線
14′までの距離はL_KC（θ）で示され、同様に変化する
下レベリングシリンダ17の軸線17′までの距離はL
_LC（θ）で示される。これにより、起伏シリンダ14およ
び下レベリングシリンダ17の軸力によりリンク部材25に
作用する枢着軸24（軸着端）回りのモーメントM_Aは、 M_A＝F_KC・L_KC（θ）＋F_LC・L_LC（θ）…（１） で示され、このモーメントM_Aが伸縮ブーム３に作用する
負荷を表す。

一方、旋回台２に固定され支持されたリンク部材25のピ
ン側端は、ピン部材28を介して脚部支持部材26、27から
反力R_Lを受ける。また、枢着軸24（軸着端）から上記反
力R_Lの軸線までの距離はL_Lで示される。なお、この距離
L_Lは伸縮ブーム３の起伏角θに拘らず一定である。これ
により、反力R_Lによりリンク部材25に作用する枢着軸24
（軸着端）回りのモーメントM_Bは、 M_B＝R_L・L_L…（２） で示される。

モーメントの釣り合いより、上記（１）式により示され
るモーメントM_Aと（２）式で示されるモーメントM_Bは等
しい。このため、モーメントM_Bを算出することにより伸
縮ブーム３に作用する負荷を算出することができる。こ
こで、未知数である反力R_Lは、ピン部材28に取り付けら
れたロードセルにより検出されるため、伸縮ブームの起
伏角、伸長量および作業台５の搭載重量に拘らず、上記
ロードセルによる検出反力のみに基づいて伸縮ブーム３
に作用する負荷を算出できる。

なお、アウトリガ８の張り幅、ブーム３の起伏角、伸長
量等に対応して、車体１の安定性の見地から、負荷の限
界値が設定されている。そして、上記のようにして算出
された負荷がこの限界値に達すると、当該負荷をさらに
増大させるような伸縮ブーム３の作動を規制して、安定
性を維持するようになっている。

ハ．考案の効果 以上説明したように、本考案の負荷検出装置では、リン
ク部材を旋回台に固定する一本のピン部材により、この
リンク部材に作用する起伏シリンダおよび下レベリング
シリンダの軸力を受けるとともに、上記ピン部材に負荷
検出器（ロードセル）を取り付けているので、この負荷
検出器による検出値のみを用いてブームに作用する負荷
を検出することができる。したがって、当該負荷検出装
置にあっては、負荷を検出するための検出器は上記負荷
検出器１つだけで済み、その構造を簡単にするとともに
装置のコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係るモーメント検出装置を備えた高所
作業車を示す正面図、 第２図はこの高所作業車における起伏シリンダおよび下
レベリングシリンダとリンク部材との連結部を示す斜視
図、 第３図は上記リンク部材に作用する力を示すベクトル
図、 第４図は従来の高所作業車を示す正面図である。 １……車体、３……伸縮ブーム 4,14……起伏シリンダ ５……作業台 6,7,17……レベリングシリンダ 24……枢着軸、25……リンク部材 28……ピン部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車体上に旋回自在に取付られた旋回台と、 この旋回台に少なくとも起伏自在に取付られたブーム
   と、 このブーム先端に少なくとも上下に揺動自在に取付られ
   た作業台と、 一端が前記ブームと前記旋回台との枢着軸上に回転可能
   に取り付けられ、他端が前記旋回台に一本のピン部材に
   より取付られたリンク部材と、 前記ブームと前記リンク部材との間に配設され、前記ブ
   ームを起伏させる起伏シリンダと、 前記作業台と前記ブームとの間に配設された上レベリン
   グシリンダ、前記ブームと前記リンク部材との間に配設
   された下レベリングシリンダおよびこれら両レベリング
   シリンダの油室を接続する油路を有し、前記ブームの起
   伏による前記下レベリングシリンダの伸縮に応じて前記
   上レベリングシリンダを伸縮させて前記作業台を常に水
   平に保持させるレベリング装置とからなり、 前記ピン部材に負荷検出器を設けたことを特徴とするブ
   ーム作業車の負荷検出装置。