JPH0724392Y2 - ブーム作業車の過負荷防止装置 - 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、起伏、伸縮、旋回が自在なブームを備えたブ
ーム作業車に関し、さらには、このブーム作業車に取り
付けられる過負荷防止装置に関する。

（従来の技術） 高所作業車、クレーン車等、起伏、伸縮、旋回が自在な
ブームを備えたブーム作業車には、車体を安定に支持す
るためのアウトリガジャッキが車体の前後左右の４箇所
に取り付けられている。

また、上記のようなブーム作業車には、上記各ブーム作
動に応じて、そのブームの自重や先端荷重により、ブー
ムの旋回前において接地しているアウトリガジャッキの
接地板を支点（以下、転倒支点と称する）として車体を
転倒させる方向に作用する負荷（以下、ブーム負荷と称
する）が生ずる。このため、このブーム負荷が、車体の
重量等に反して上記転倒支点を中心に車体を転倒させる
負荷（以下、転倒負荷と称する）に近づくと、それ以上
ブーム負荷を増加させる方向へのブーム作動を規制し、
ブーム作業車が過負荷状態となるのを防止する過負荷防
止装置が取り付けられることが多い。

このような過負荷防止装置には、転倒支点に係るアウト
リガジャッキに加わる接地反力が所定値（以下、規制接
地反力と称する）以上となったことを検出することによ
り、上記ブーム負荷が上記転倒負荷に近づいたと判断し
て上記のようにブームの作動を規制するよう構成された
ものがある。

なお、アウトリガジャッキには、作業現場におけるブー
ム作業車の停止位置周辺の状況に応じて車体側方に任意
量（もしくは段階的に）張出可能なタイプと、単に下方
にのみ伸長して（若干斜め側方に広がるタイプもあ
る）、接地板を接地させるタイプとがある。

（考案が解決しようとする課題） 従来、前者のタイプのアウトリガジャッキおよび接地反
力を用いる過負荷防止装置を備えたブーム作業車では、
最も車体の安定度が低い最小張出量の場合における規制
負荷を、当該張出量における転倒負荷を所定の安全率で
除して算出し、この規制負荷に対応して転倒支点に係る
アウトリガジャッキに作用する接地反力を規制接地反力
として用いており、その値は、上記アウトリガジャッキ
の張出量に拘らず一定の値に設定されていた。

これにより、アウトリガジャッキの張出量による転倒負
荷と規制負荷との関係は第9A図のようになり、上記張出
量が小さいほど、転倒負荷と規制負荷との差である余裕
負荷が小さく、一方、上記張出量が大きいほど余裕負荷
が大きくなることが多かった。

ここで、上記規制接地反力の算出に係る最小張出量にお
ける安全率が高いほど、小張出量における車体の安定度
は高くなるのであるが、逆に、大張出量においては、か
なり安定度が高い状態でブームの作動規制がなされるこ
とになるので、ブームの作動範囲が過度に狭く制限され
てしまい作業性が悪くなるという問題が生ずる。このた
め、両者のバランス上、アウトリガジャッキの張出量が
小さい場合に、ブームの作動が規制された状態における
車体の安定度を十分高く設定できないという問題があっ
た。

また、前者もしくは後者のタイプのアウトリガジャッキ
を備えたブーム作業車が、傾斜地において支持された場
合には、車体が傾斜するために安定度が損なわれ、特
に、傾斜方向下方において接地するアウトリガジャッキ
の接地板を転倒支点とする車体の転倒を防止すべく過負
荷防止装置が取り付けられる。

ところで、この過負荷防止装置における規制負荷は、ブ
ーム作業車が対応可能な最大傾斜角における転倒負荷を
所定の安全率で除して算出され、この規制負荷に対応し
て上記転倒支点に係るアウトリガジャッキに作用する接
地反力が規制接地反力として用いられており、その値
は、車体の傾斜角に拘らず一定の値に設定されていた。

これにより、車体の傾斜角による転倒負荷と規制負荷と
の関係は第9B図のようになり、上記傾斜角が大きいほ
ど、余裕負荷が小さく、一方、上記傾斜角が小さいほど
余裕負荷が大きくなることが多かった。

ここでも、上記規制反力の算出に係る最大傾斜角におけ
る安全率が高いほど、大傾斜角における車体の安定度は
高くなるのであるが、逆に、小傾斜角においては、かな
り安定度が高い状態でブームの作動規制がなされること
になるので、上記と同様に作業性が悪くなるという問題
が生ずる。このため、車体の傾斜角が大きい場合に、ブ
ームの作動が規制された状態における車体の安定度を十
分高く設定できないという問題があった。

以上の問題に鑑み、本考案では、アウトリガジャッキの
張出量やアウトリガジャッキに支持された車体の傾斜角
を加味してブームの作動を規制すべきアウトリガジャッ
キの接地反力を設定できるようにしたブーム作業車の過
負荷防止装置を提供することを目的としている。

ロ．考案の構成 （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本考案では、まず、車体
側方に張出可能なアウトリガジャッキを備えたブーム作
業車において、第１の手段として、下端に取り付けられ
た接地板を接地させたときにそのアウトリガジャッキに
加わる接地反力を検出する反力検出器およびアウトリガ
ジャッキの張出量を検出する張出量検出器を各アウトリ
ガジャッキに設け、反力検出器により検出された接地反
力のいずれかが、張出量検出器により検出された各アウ
トリガジャッキの張出量に基づいて設定される所定値以
上となったときに、規制手段によりブームの作動を規制
するよう構成している。

また、上記ブーム作業車における第２の手段として、第
１の手段に、アウトリガジャッキにより支持された状態
における車体の傾斜角を検出する傾斜角検出器を加え、
上記所定値を、張出量検出器により検出された各アウト
リガジャッキの張出量および傾斜角検出器により検出さ
れた車体の傾斜角に基づいて設定するよう構成してい
る。

さらに、車体の下方にのみ伸長して車体を支持可能なア
ウトリガジャッキを備えたブーム作業車においては、上
記と同様な反力検出器を各アウトリガジャッキに設ける
とともに、上記と同様な傾斜角検出器を設け、反力検出
器により検出されたアウトリガジャッキに加わる接地反
力のいずれかが傾斜角検出器により検出された車体の傾
斜角に基づいて設定される所定値以上となったときに、
規制手段によりブームの作動を規制するよう構成してい
る。

（作用） 以上のような過負荷防止装置では、アウトリガジャッキ
の張出量が小さいほど、もしくは車体の傾斜角が大きい
ほど、ブームの作動を規制すべき規制負荷に対応するア
ウトリガジャッキの規制接地反力（所定値）を転倒負荷
に対して小さく、即ち、安全率を高く設定し、従来より
余裕負荷を大きくすることにより、ブームの作動が規制
された状態における車体の安定度を高く維持する一方、
アウトリガジャッキの張出量が大きいほど、もしくは車
体の傾斜角が小さいほど、上記安全率を低めに設定して
従来より余裕負荷を小さくすることにより上記ブームの
作動範囲をできるだけ広くする。

（実施例） 以下、本考案の好ましい実施例について図面を参照しな
がら説明する。

タイプ１ まず、アウトリガジャッキを車体の側方に張出可能なブ
ーム作業車の例として第１図に高所作業車を示した。

この高所作業車１の車体２後部には旋回台３が取り付け
られており、この旋回台３は図示しない油圧式の旋回モ
ータの作動により車体２に対して旋回自在である。ま
た、旋回台３の上部にはブーム４の基端部が枢着されて
いる。このブーム４は、基端ブーム4a内に先端ブーム4b
が嵌入されてなり、旋回台３と基端ブーム4b間に取り付
けられた油圧式の起伏シリンダ５の作動により起伏が自
在であり、また、先端ブーム4bは基端ブーム4aに対して
図示しない油圧式の伸縮シリンダの作動により伸縮が自
在である。さらに、ブーム４（先端ブーム4b）の先端に
は作業バケット６が取り付けられている。

さらに、車体２の前後左右４箇所にはアウトリガジャッ
キ10が配設されている。

第２図に詳しく示すように、車体２の側部にはアウトリ
ガボックス８が固設され、このボックス８にはアウトリ
ガビーム９が嵌入されている。アウトリガビーム９は、
ボックス８およびビーム９の内部に取り付けられた張出
シリンダ30の伸縮作動により、ボックス８に対して伸縮
が自在である。このアウトリガビーム９の先端にはアウ
トリガジャッキ10が垂直に取り付けられている。

アウトリガジャッキ10は、アウトリガビーム９の先端に
固設されたアウタポスト11と、アウタポスト11に対して
上下に昇降自在に嵌入されたインナポスト12と、インナ
ポスト12の下端部に取り付けられた接地板13と、両ポス
ト11、12内に配設され、インナポスト12および接地板13
の昇降を行わせる油圧式のジャッキシリンダ20とから構
成される。

上記作業を行うときは、まず、図中の張出・接地選択用
バルブ31および油圧制御バルブ32を操作して、油圧源33
からの作動油を供給することにより、まず張出シリンダ
30を伸長させて各アウトリガジャッキ10を車体２の側方
に任意の張出量張り出させ、次に、ジャッキシリンダ20
を伸長させて各アウトリガジャッキ10の接地板13を接地
させ車体２を支持させる。

こうしてアウトリガジャッキ10により車体２を支持させ
た後、起伏シリンダ５によりブーム３を起立させるとと
もに伸縮シリンダによりブーム４を伸長させる等して、
作業バケット６を所定の高所に運び、作業バケット６に
搭乗した作業者による高所作業が行われる。

このような高所作業車１に取り付けられる過負荷防止装
置には、以下に説明する２種類のものがある。

第１の過負荷防止装置は、第3A図に示すように、反力検
出器42、張出量検出器51および演算器53と遮断バルブ54
とからなる規制手段から構成されている。

反力検出器42は、ロードセルからなり、第２図に示すよ
うに、ジャッキシリンダ20の上部に配設された反力検出
部40内に取り付けられている。さらに第４図を用いて詳
しく説明すると、上記反力検出部40は、上ピン41aによ
りアウタポスト11に連結されたヘッド部材41と、このヘ
ッド部材41に垂直に取り付けられ、ジャッキシリンダ20
のシリンダチューブ21を吊り下げる４本のボルト43と、
ヘッド部材41とシリンダチューブ21との間に配設された
反力検出器42とから構成されている。なお、ジャッキシ
リンダ21のピストンロッド22の下端部はピン部材22aに
よってインナポスト12および接地板13に連結されてい
る。

反力検出器42はヘッド部材41に取り付けられるとともに
その下面がシリンダチューブ21の上面とほぼ接触する。
ここでボルト43は反力検出器42の下面とシリンダチュー
ブ21の上面とがほぼ接触するようにシリンダチューブ21
を吊り下げているだけでシリンダチューブ21を押し上げ
る力に対して抵抗しない。このため、シリンダチューブ
21内に給排される作動油の油圧によりジャッキシリンダ
20のピストンロッド22が押し下げられて接地板13が接地
すると、ロッド22の押し下げ反力がシリンダチューブ21
から反力検出器42を圧縮する力として作用し、この圧縮
力が反力検出器42により検出される。なお、この圧縮力
が接地反力であり、反力検出器42による検出信号は上記
演算器53に送出される。

張出量検出器51は、各アウトリガボックス８およびアウ
トリガビーム９間に取り付けられ、アウトリガボックス
８に対するアウトリガビーム９の伸長量、即ち、アウト
リガジャッキ10の張出量を検出する。なお、これら張出
量検出器51による検出信号も上記演算器53に送出され
る。

演算器53は、まず、張出量検出器51からの検出信号に基
づいて、当該張出量において車体２が過負荷状態となら
ないように、ブーム４の作動を規制すべき規制接地反力
（所定値）を算出する。なお、上記規制接地反力は、当
該張出量において車体２を転倒に至らしめる転倒負荷を
その張出量に応じて選択された安全率（張出量が大きい
ほど小さい値である）で除して算出した規制負荷が車体
２に作用したときに、転倒支点に係るアウトリガジャッ
キ10に作用する接地反力である。

演算器53は、反力検出器42による検出接地反力のいずれ
かが規制接地反力以上となったときに遮断バルブ54のソ
レノイド54aに励磁信号を送出する。

遮断バルブ54は、上動位置（遮断位置）と下動位置（開
位置）とを有する２位置弁であり、ソレノイド54aが非
励磁状態では遮断位置に、励磁状態では開位置に位置す
る。この遮断バルブ54は油圧源32とバルブユニット55を
結ぶ油路上に配設されている。なお、バルブユニット55
は、作業者の操作に応じてブーム４および旋回台３を作
動させる起伏シリンダ５、伸長シリンダおよび旋回モー
タに対して、油圧源32からの作動油の給排制御を行うも
のである。

以上のような構成の第１の過負荷防止装置では、アウト
リガジャッキ10の張出量が小さいときは、演算器53にお
ける規制接地反力の設定は大きめの安全率を用いてなさ
れる。一方、上記アウトリガジャッキ10の張出量が大き
いときは、演算器53における規制接地反力の設定は小さ
めの安全率を用いてなされる。張出量が大きいときは、
もともと安定度が高いので、それほど大きな安全率を採
らなくても実用上問題はないためである。

このようにアウトリガジャッキ10の張出量に応じて安全
率を変えたときの転倒負荷と規制不可との関係は第5A図
に示すようになり、余裕負荷を張出量によらずほぼ一定
とすることができる。これにより、第9A図との比較から
も分かるように、小張出量のアウトリガジャッキ10によ
り支持された車体２において、ブーム４が規制されたと
き、その車体２の安定度を高く維持することができる一
方、大張出量のアウトリガジャッキ10により支持された
車体２におけるブーム４の作動範囲を広くすることがで
きる。

次に、第２の過負荷防止装置の構成について説明する。

この過負荷防止装置は、第3B図に示したように、上記第
１の過負荷防止装置に傾斜検出器52を加えたものであ
る。したがって、反力検出器42および張出量検出器51に
ついての説明は省略する。

傾斜検出器52は、第２図に示すように、車体２に取り付
けられ、アウトリガジャッキ10により支持された車体２
の左右方向への実傾斜角を検出する。なお、この傾斜検
出器52による検出信号も演算器53に送出される。

演算器53は、まず、張出量検出器51および傾斜検出器52
からの検出信号に基づいて規制接地反力を算出する。な
お、この場合の規制接地反力は、当該張出量および傾斜
角における転倒負荷を、それら張出量および傾斜角に応
じて選択された安全率（張出量が大きいほど小さく、傾
斜角が大きいほど大きい）で除して算出された規制負荷
が車体２に作用したときに、転倒支点に係るアウトリガ
ジャッキ10に作用する接地反力である。

演算器53は、第１の過負荷防止装置における演算器53と
同様に、反力検出器42による検出接地反力のいずれかが
規制接地反力以上となったときに遮断バルブ54のソレノ
イド54aに励磁信号を送出する。

以上のような構成の第２の過負荷防止装置では、演算器
53における規制接地反力の設定は、アウトリガジャッキ
10の張出量との関係については、上記第１の過負荷防止
装置と同様に、張出量が小さいときは大きめの安全率
が、張出量が大きいときは小さめの安全率が選択され、
さらに、車体２の傾斜角との関係により、傾斜角が大き
いほど上記張出量に対応する安全率を多く割増したもの
を当該張出量および傾斜角における安全率とし、これに
より傾斜角が０の場合の転倒負荷（基準転倒負荷）を除
してなされる。

このようにアウトリガジャッキ10の張出量および車体２
の傾斜角に応じて安全率を変えたときの転倒負荷と規制
不可との関係は第5B図に示すようになり、アウトリガジ
ャッキ10の張出量や車体２の傾斜角によらず、余裕負荷
をほぼ一定とすることができる（なお、点線で示した実
転倒負荷および点線で示した規制負荷は同一傾斜角にお
けるものである）。これにより、例えば、小張出量かつ
大傾斜角の場合の車体２の安定度を高く維持できる一
方、大張出量かつ大傾斜角の場合のブーム４の作動範囲
を広くすることができる。

タイプ２ 次に、アウトリガジャッキを車体の側方には張り出さ
ず、下方（ないし斜め下方）にのみ伸長させ車体を支持
可能なブーム作業車の例として第６図に高所作業車を示
した。

この高所作業車101の車体102上には大型工具箱102aが架
装され、大型工具箱102aの上前部には旋回台103が取り
付けられており、この旋回台103は図示しない油圧式の
旋回モータの作動により車体102に対して旋回自在であ
る。また、旋回台103の上部にはブーム104の基端部が枢
着されている。このブーム104は、基端ブーム104a内に
先端ブーム104bが嵌入されてなり、旋回台103と基端ブ
ーム104b間に取り付けられた油圧式の起伏シリンダ105
の作動により起伏が自在であり、また、先端ブーム104b
は基端ブーム104aに対して図示しない油圧式の伸縮シリ
ンダの作動により伸縮が自在である。さらに、ブーム10
4（先端ブーム104b）の先端には作業バケット106が取り
付けられている。

さらに、車体２の前後左右４箇所にはアウトリガジャッ
キ110が配設されている。

このアウトリガジャッキ110は、第２図に示したアウト
リガジャッキ10のアウタポスト11を車体102に、アウト
リガジャッキ110が斜め下方を向くように固設してな
り、これらアウトリガジャッキ110内のジャッキシリン
ダに油圧源から繋がる油路上に、それぞれ油圧制御バル
ブが配設されて油圧回路が構成されている。

このような高所作業車101に取り付けられるのが、第７
図に示す過負荷防止装置である。

この過負荷防止装置は、反力検出器142、傾斜検出器152
および演算器153と遮断バルブ154とからなる規制手段か
ら構成されている。

反力検出器142および傾斜検出器152は、前述の反力検出
器42および傾斜検出器52と同じ構成のものである。

演算器153は、傾斜検出器152からの検出信号に基づい
て、当該傾斜角において車体２が過負荷状態とならない
ように、ブーム104の作動を規制すべき規制接地反力を
算出する。なお、上記規制接地反力は、当該傾斜角にお
ける転倒負荷をその傾斜角に応じて選択された安全率
（傾斜角が大きいほど大きい）で除して算出した規制負
荷が車体102に作用したときに、転倒支点に係るアウト
リガジャッキ110に作用する接地反力である。

なお、演算器153は、反力検出器142による検出接地反力
のいずれかが規制接地反力以上となったときに遮断バル
ブ154のソレノイド154aに励磁信号を送出する。

遮断バルブ154は、第２図に示した遮断バルブ54と同様
の構成および作動である。

以上のような構成の過負荷防止装置では、車体102の傾
斜角が小さいときは、演算器153における規制接地反力
の設定は小さめの安全率を用いてなされる。一方、車体
102の傾斜角が大きいときは、大きめの安全率を用いて
なされる。傾斜角が小さいときは、もともと安定度が高
いので、大きな安全率を採らなくても実用上問題ないた
めである。

このように車体102の傾斜角に応じて安全率を変えたと
きの転倒負荷と規制不可との関係は第８図に示すように
なり、余裕負荷を傾斜角によらずほぼ一定とすることが
できる。これにより、第9B図との比較からも分かるよう
に、車体102の傾斜角が大きい場合にブーム４が規制さ
れたとき、その車体102の安定度を高く維持できる一
方、車体102の傾斜角が小さい場合には、ブーム104の作
動範囲を広くすることができる。

ハ．考案の効果 以上のように、本考案の過負荷防止装置を用いれば、ア
ウトリガジャッキの張出量やアウトリガジャッキにより
支持された車体の傾斜角に応じて、ブームの作動を規制
すべきアウトリガジャッキの接地反力を適正に設定でき
るので、上記張出量が小さい場合もしくは上記傾斜角が
大きい場合に、ブームの作動が規制されたときの車体の
安定度を高く維持することができ、作業の安全性を向上
させることができる一方、上記張出量が大きい場合もし
くは上記傾斜角が小さい場合は、ブームの作動範囲を、
車体の安定度が低くなり過ぎない限り広くすることがで
き、作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１、６図は、本考案に係る過負荷防止装置を備えた高
所作業車の斜視図、 第２図は、上記過負荷防止装置の一例を示した油圧、電
気回路図、 第3A、3B図および第７図は、上記過負荷防止装置のブロ
ック図、 第４図は、アウトリガジャッキの内部を示した断面図、 第5A、5B図および第８図は、上記過負荷防止装置を用い
た場合の規制負荷と転倒負荷との関係を示すグラフ、 第9A、9B図は、従来の過負荷防止装置を用いた場合の規
制負荷と転倒負荷との関係を示すグラフである。 ４、104……ブーム、51……張出量検出器 10、101……アウトリガジャッキ 42、142……反力検出器 52、152……傾斜検出器

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】起伏、伸縮、旋回が自在なブームを備える
   とともに、車体の前後左右に、前記車体の側方に張り出
   して下端に取り付けられた接地板を接地させることによ
   り前記車体を支持可能な４個のアウトリガジャッキを備
   えてなるブーム作業車において、前記ブーム作業車が過
   負荷状態となるのを防止すべく前記ブームの作動を規制
   するブーム作業車の過負荷防止装置であって、 前記各アウトリガジャッキに設けられ、前記接地板を接
   地させたときに前記各アウトリガジャッキに加わる接地
   反力を検出する反力検出器と、 前記各アウトリガジャッキの張出量を検出する張出量検
   出器と、 前記反力検出器により検出された前記各アウトリガジャ
   ッキに加わる接地反力のいずれかが所定値以上となった
   ときに前記ブームの作動を規制する規制手段とからな
   り、 前記所定値は、前記張出量検出器により検出された前記
   各アウトリガジャッキの張出量に基づいて設定されるこ
   とを特徴とするブーム作業車の過負荷防止装置。
2. 【請求項２】前記過負荷防止装置に、前記アウトリガジ
   ャッキにより支持された状態における前記車体の傾斜角
   を検出する傾斜角検出器を加えてなり、 前記所定値は、前記張出量検出器により検出された前記
   各アウトリガジャッキの張出量および前記傾斜角検出器
   により検出された前記車体の傾斜角に基づいて設定され
   ることを特徴とする請求項第１項記載のブーム作業車の
   過負荷防止装置。
3. 【請求項３】起伏、伸縮、旋回が自在なブームを備える
   とともに、車体の前後左右に、下端に取り付けられた接
   地板を接地させることにより前記車体を支持可能な４個
   のアウトリガジャッキを備えてなるブーム作業車におい
   て、前記ブーム作業車が過負荷状態となるのを防止すべ
   く前記ブームの作動を規制するブーム作業車の過負荷防
   止装置であって、 前記各アウトリガジャッキに設けられ、前記接地板を接
   地させたときに前記各アウトリガジャッキに加わる接地
   反力を検出する反力検出器と、 前記アウトリガジャッキにより支持された状態における
   前記車体の傾斜角を検出する傾斜角検出器と、 前記反力検出器により検出された前記各アウトリガジャ
   ッキに加わる接地反力のいずれかが所定値以上となった
   ときに前記ブームの作動を規制する規制手段とからな
   り、 前記所定値は、前記傾斜角検出器により検出された前記
   車体の傾斜角に基づいて設定されることを特徴とするブ
   ーム作業車の過負荷防止装置。