JPH0724896U - 作業車の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 精度よく、かつ確実に警報作動を行えるよう
にした作業車の安全装置を提供する。 【構成】 この安全装置では、作業装置１３の作動状態
等を検出するセンサが正常である限り、負荷演算手段に
よる転倒負荷Ｍの算出を通じて高精度の警報作動が行わ
れ、限界に近い広い作業範囲が確保される。そして、上
記センサが故障して実際の転倒負荷が最大許容負荷を超
えたにもかかわらず負荷演算に基づく警報作動が行われ
ないときには、ジャッキＪ１〜Ｊ４の接地反力が最小許
容反力に減少した時点で警報作動が行われ、車体１１の
転倒事故が確実に回避される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、起伏・伸縮が自在なブーム等の作業装置を備えた作業車の安全装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

上記のような作業車の一例として高所作業車がある。この高所作業車の車体に は、起伏・伸縮等が自在なブームが取り付けられており、このブームの先端には 作業台が取り付けられている。作業台に搭乗した作業者は、ブームの作動を通じ て任意の高所に移動することができ、迅速に高所での作業を行うことができる。 なお、このような高所作業時における車体の安定確保のため、車体の前後左右の ４箇所にはジャッキが取り付けられる。このジャッキは下端部を接地させて、車 体にこれを転倒させる方向に作用する転倒負荷に抗して車体を支持する。

【０００３】 ただし、ジャッキにより支持されているからといって無制限にブームの作動を 許容したのでは、転倒負荷がジャッキにより支持し得る限界を超えて過大なもの となるおそれがある。このため、作業車には、転倒負荷が上記限界近くまで増加 した場合に所定の警報作動、例えば、それ以上のブーム作動の規制や警報ブザー の作動を行う安全装置が取り付けられる。そして、このような安全装置には、ブ ームの作動状態（ブームの起伏角度・伸長量）およびブームを起伏駆動する油圧 シリンダに作用する軸力の検出値から転倒負荷を算出し、この算出負荷が最大許 容負荷に増加したときに警報作動を行う負荷演算式のものがある。また、転倒負 荷が増加することに伴って、ブームの伸長方向とは反対側にあるジャッキが受け る接地反力が最小許容反力に減少したことを機械的に検出して警報作動を行う反 力検出式のものもある。従来の作業車は、これらのうち一方の安全装置のみを取 り付けていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、負荷演算式の安全装置では、ブームの作動状態や油圧シリンダ の軸力を検出する検出器等が破損・故障した場合に正確な負荷演算が行われず、 適正な警報作動が行われないという問題がある。一方、反力検出式の安全装置で は、ブームの作動に伴う車体の揺れ等に影響され易く、負荷演算式のものほど精 度良く（即ち、ブームをより限界近くまで作動させるように）働かないという問 題がある。

【０００５】 本考案は、このような問題に鑑みてなされたものであり、精度よく、かつ確実 に警報作動を行えるようにした作業車の安全装置を提供することを目的としてい る。

【０００６】

【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、本考案の安全装置は、作業装置の作動状態等に 基づいて、車体に作用する転倒負荷の大きさを算出する負荷演算手段と、ジャッ キに作用する接地反力が所定の最小許容反力に減少したことを機械的に検出する 反力検出手段と、負荷演算手段により算出された転倒負荷が所定の最大許容負荷 に増加した場合又は反力検出手段により接地反力が最小許容反力に減少したこと が検出された場合に所定の警報作動（ブーム作動の規制や警報ブザーの作動）を 行う警報手段とから構成される。なお、接地反力が最小許容反力に減少したとき の転倒負荷は、最大許容負荷よりも大きくなっている。

【０００７】

【作用】

このような安全装置では、作業装置の作動状態等を検出するセンサが正常であ る限り、負荷演算手段による転倒負荷の算出を通じて高精度の警報作動が行われ 、限界に近い広い作業範囲が確保される。そして、上記センサが故障して実際の 転倒負荷が最大許容負荷を超えたにもかかわらず負荷演算に基づく警報作動が行 われないときには、ジャッキの接地反力が最小許容反力に減少した時点で警報作 動が行われる。このため、車体の転倒事故が確実に回避される。

【０００８】

【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。まず、 図１には、本考案に係る安全装置を備えた高所作業車１０を示している。この高 所作業車１０の車体１１の後部には、車体１１に対して水平旋回作動が自在な旋 回台１２が取り付けられている。旋回台１２の上部には、テレスコープ状に伸縮 作動自在に構成されたブーム１３が起伏作動自在に取り付けられている。ブーム １３の先端には作業台１４が水平に取り付けられており、この作業台１４に搭乗 した作業者は、旋回台１２やブーム１３の各作動を通じて任意の高所に移動する ことができる。なお、旋回台１２は車体１２に内蔵された油圧旋回モータ（図示 せず）により旋回駆動される。また、ブーム１３は、旋回台１２とブーム１３間 に取り付けられた油圧起伏シリンダ１５およびブーム１３に内蔵された油圧伸縮 シリンダ（図示せず）によって起伏・伸縮駆動される。

【０００９】 また、ブーム１３を作動させて作業台１４を移動させると、これらの重量に基 づいて、車体１１を転倒させる方向に転倒モーメント（転倒負荷）Ｂが作用する 。このため、車体１１の前後左右の４箇所にはジャッキＪ１〜Ｊ４が取り付けら れている。なお、以下、車体１１の右側前部に取り付けられたジャッキを右前ジ ャッキＪ１と、右側後部に取り付けられたジャッキを右後ジャッキＪ２と、左側 前部に取り付けられたジャッキを左前ジャッキＪ３と、左側後部に取り付けられ たジャッキを左後ジャッキＪ４という。

【００１０】 各ジャッキＪ１〜Ｊ４は、図２に詳しく示すように、車体１１に対して側方に 張り出し自在に取り付けられたアウタポスト２１と、このアウタポスト２１に下 方に向かって伸縮自在に挿入されたインナポスト２２と、インナポスト２２の下 端部に取り付けられた接地板２３とから構成される。アウタポスト２１およびイ ンナポスト２２には、油圧により作動するジャッキシリンダ２４が内蔵されてい る。このジャッキシリンダ２４のピストンロッド２４ａの下端部はインナポスト ２２の下端部に取り付けられており、シリンダチューブ２４ｂの上端部にはスプ リング受け２４ｃが取り付けられている。このスプリング受け２４ｃとアウタポ スト２１の上面との間にはコイルスプリング２５が挟まれるようにして取り付け られている。

【００１１】 このように構成されたジャッキＪ１〜Ｊ４は、ジャッキシリンダ２４の伸縮作 動によってインナポスト２２をアウタポスト２１に対して伸縮させて接地板２３ を昇降させることができる。そして、接地板２３を接地させた後、ジャッキシリ ンダ２４をさらに伸長作動させることにより、車体１１を若干浮き上がらせるこ とができる。こうして各ジャッキＪ１〜Ｊ４は、転倒モーメントＢを含む車体１ １の荷重（以下、まとめて車体荷重という。）を支持し、車体１１を安定させる ことができる。なお、車体荷重を支持した各ジャッキＪ１〜Ｊ４では、その車体 荷重の変動に応じてコイルスプリング２５が弾性変形し、アウタポスト２１がイ ンナポスト２２やジャッキシリンダ２４に対して上下移動する。また、車体荷重 を支持した各ジャッキＪ１〜Ｊ４は、車体荷重と同じ大きさの反力（接地反力） を地面から受ける。

【００１２】 次に本考案に係る安全装置について説明する。この安全装置３０は、図３に示 すように、負荷演算部３１と、反力検出部３５と、警報部４０とから構成されて おり、さらに、警報部４０は、警報コントローラ４１と、ブーム規制部４２と、 ブザー作動部４５とから構成されている。

【００１３】 負荷演算部３１は、図４に詳しく示すように、起伏角センサ３２ａと、伸長量 センサ３２ｂと、旋回角センサ３２ｃと、軸力センサ３２ｄと、演算器３３とか ら構成される。起伏角センサ３２ａは、ブーム１３の水平レベルに対する起伏角 度を検出する。伸長量センサ３２ｂは、ブーム１３の全縮状態に対する伸長量を 検出する。また、旋回角センサ３２ｃは、旋回台１２（ブーム１３）の車体１１ の真前方を基準とした旋回角度を検出する。さらに、軸力センサ３２ｄは、ブー ム１３の重量を支える起伏シリンダ１５に取り付けられ、この起伏シリンダ１５ に軸方向に作用する荷重を検出する。なお、これらセンサ３２ａ〜３２ｄは、各 検出値に対応する検出信号（電気信号）を出力する。また、演算器３３は、これ らセンサ３２ａ〜３２ｄからの検出信号に基づいて転倒モーメントＢの大きさを 算出し、算出結果を示す信号を警報コントローラ４１に対して出力する。

【００１４】 反力検出部３５は、図４に詳しく示すように、４つの反力検出器３６ａ〜３６ ｄと、電源Ｂとから構成されている。ここで、各反力検出器３６ａ〜３６ｄは、 図２に示すように各ジャッキＪ１〜Ｊ４におけるアウタポスト２１の内側面上部 に取り付けられている。なお、右前ジャッキＪ１に取り付けられた反力検出器を 右前反力検出器３６ａと、右後ジャッキＪ２に取り付けられた反力検出器を右後 反力検出器３６ｂと、左前ジャッキＪ３に取り付けられた反力検出器を左前反力 検出器３６ｃと、左後ジャッキＪ４に取り付けられた反力検出器を左後反力検出 器３６ｄという。

【００１５】 スプリング受け２４ｃの側面における反力検出器３６ａ〜３６ｄに対向する位 置には、上下方向に延びる棒状のカム３７が取り付けられている。反力検出器３ ６ａ〜３６ｄは、各ジャッキＪ１〜Ｊ４に作用する接地反力（車体荷重）の変動 に応じてアウタポスト２１とともにカム３７に対して上下移動する。即ち、反力 検出器３６ａ〜３６ｄは、接地反力が増加したときは下降移動し、接地反力が減 少したときは上昇移動する。そして、反力検出器３６ａ〜３６ｄは、接地反力が 最小許容反力を上回っているときは、スイッチレバーがカム３７に当接押動され オン状態（図４でいえばクローズ状態）になる。しかし、接地反力が最小許容反 力以下になると、スイッチレバーがカム３７から離脱し、オフ状態（図４でいえ ばオープン状態）になる。

【００１６】 このように構成され作動する４つの反力検出器３６ａ〜３６ｄは、図４に示す ように接続される。即ち、右前反力検出器３６ａと左後反力検出器３６ｄとが直 列に接続されて第１検出ラインＤ１を形成する。また、右後反力検出器３６ｂと 左前反力検出器３６ｃとが直列に接続されて第２検出ラインＤ２を形成する。そ して、これら検出ラインＤ１，Ｄ２の入力端（図における左端）は電源５２に対 して並列に接続される。また、これら検出ラインＤ１，Ｄ２の出力端（右端）は 、警報コントローラ４１につながっている。

【００１７】 警報コントローラ４１は、負荷演算部３１の演算器３３により算出された転倒 モーメントと予め記憶された最大許容転倒モーメントの値とを比較する。この警 報コントローラ４１は、上記反力検出部３５の出力端から電気信号（励磁維持信 号）の入力を受けていることを条件として、算出転倒モーメントが最大許容転倒 モーメントよりも小さい場合に、図５に示すように第１励磁信号ラインＳ１に励 磁信号を出力する。そして、算出転倒モーメントが最大許容転倒モーメント以上 となった場合又は励磁維持信号の入力がなくなった場合に励磁信号の出力を停止 する。

【００１８】 ブーム規制部４２は、図５に詳しく示すように、ブーム用油圧制御回路ＢＣと ジャッキ用油圧制御回路ＪＣとに作動油を供給する油圧供給回路に組み込まれて いる。ブーム用油圧制御回路ＢＣは、前述した旋回モータ，起伏シリンダ１５お よび伸縮シリンダに対する作動油の供給制御を行い、ジャッキ用油圧制御回路Ｊ Ｃは、各ジャッキＪ１〜Ｊ４のジャッキシリンダ２４等に対する作動油の供給制 御を行う。この油圧供給回路には、２連ポンプＰ１，Ｐ２が備えられており、一 方の油圧ポンプ（第１油圧ポンプ）Ｐ１は、第１油圧ラインＬ１を介してブーム 用油圧制御回路ＢＣに作動油を供給する。また他方の第２油圧ポンプＰ２は、第 ２油圧ラインＬ２を介してジャッキ用油圧制御回路ＪＣに作動油を供給する。

【００１９】 そして、第１油圧ラインＬ１の中間には、第３油圧ラインＬ３を介して上記ブ ーム規制部４２を構成するアンロードバルブ４３がつながっている。このアンロ ードバルブ４３は、ソレノイド４３ａが励磁状態にあるときは、左動位置に位置 して第３油圧ラインＬ３を閉止する。このとき、第１油圧ポンプＰ１から吐出さ れたすべての作動油はブーム用油圧制御回路ＢＣに供給される。しかし、ソレノ イド４３ａが非励磁状態になると、右動位置に切り換わり、第３油圧ラインＬ３ をオイルタンクＴに開放する。このとき、第１油圧ポンプＰ１から吐出された作 動油は、ブーム用油圧制御回路ＢＣに供給されず、すべてタンクＴにドレンされ る。なお、ソレノイド４３ａには、第１励磁信号ラインＳ１を介して警報コント ローラ４１がつながっている。

【００２０】 ブザー作動部４５は、図５に詳しく示すように、リレースイッチ４６と、ブザ ーコントローラ４７と、スピーカー４８とから構成されている。リレースイッチ ４６のリレーコイル４６ａには、警報コントローラ４１につながる第２励磁信号 ラインＳ２が接続されている。また、リレースイッチ４６の開閉子４６ｂは、電 源Ｂとブザーコントローラ４７とをつなぐ電源ラインＳ３上に取り付けられてい る。このリレースイッチ４６では、リレーコイル４６ａが励磁状態にあるときは 開閉子４６ｂがオープン状態にあり、電源ラインＳ３を遮断する。一方、リレー コイル４６ａが非励磁状態にあるときは開閉子４６ｂがクローズ状態になって電 源ラインＳ３を開通させる。

【００２１】 ブザーコントローラ４７は、電源Ｂから電源ラインＳ３を介して電力を受けた ときに、警報信号を出力する。スピーカー４８は、この警報信号を受けて作動し 、警報音を発生する。

【００２２】 次に、以上のように構成された安全装置３０の作動について説明する。ここで は一例として、図６に示すように、旋回台１２およびブーム１３が車体１１の左 方（図では下側）に旋回した状態で、ブーム１３を起仰状態から倒伏作動または 縮小状態から伸長作動させる場合を考える。この場合、車体荷重はブーム１３が 延びる側にある左後ジャッキＪ４および左前ジャッキＪ３に集中して作用し、そ の反対側にある右前ジャッキＪ１および右後ジャッキＪ２に残る車体荷重は減少 していく。特に右前ジャッキＪ１の車体荷重の減少は顕著である。各ジャッキＪ １〜Ｊ４に作用する接地反力は、各ジャッキＪ１〜Ｊ４が支持する車体荷重に対 応して増減する。そしてこのとき、車体１１が左前ジャッキＪ３および左後ジャ ッキＪ４の接地板２３，２３間を結んだ転倒支線Ｔ１を中心に転倒するおそれが 生ずる。負荷演算部３１では、ブーム１３の旋回角度・起伏角度・伸長量および 起伏シリンダ１５の軸力に基づいてブーム１３の倒伏・伸長作動に伴って増加す る転倒モーメントが算出される。

【００２３】 一方、転倒モーメントが増加していく過程において、右前ジャッキＪ１の接地 反力が最小許容反力を下回り、右前反力検出器３６ａがオープン状態になって第 １検出ラインＤ１が遮断されても、右後ジャッキＪ２の接地反力が最小許容反力 を上回っている限り第２検出ラインＤ２は開通状態にあるので、警報コントロー ラ４１には励磁維持信号が入力され続ける。したがって、警報コントローラ４１ からのアンロードバルブ４３のソレノイド４３ａへの励磁信号の出力も続行され る。一方、リレースイッチ４６のリレーコイル４６ａにも励磁信号が入力され続 けられる。

【００２４】 そして、算出転倒モーメントが最大許容転倒モーメントに増加した時点で、警 報コントローラ４１からの励磁信号の出力が停止され、アンロードバルブ４３が 左動位置から右動位置に切り換わる。これにより、それ以上のブーム１３の倒伏 ・伸長作動、即ち、転倒モーメントが増加する方向への作動が規制される。こう して、車体１１の安定が確保される。なお、算出転倒モーメントが最大許容転倒 モーメントに達した段階では、右後ジャッキＪ２の接地反力はまだ最小許容反力 を上回っている。

【００２５】 しかし、負荷演算部３１におけるセンサ３２ａ〜３２ｄのいずれかが故障した り各センサと演算器３３とをつなぐ配線が断線したりした場合には、演算器３３ において正確な転倒モーメントの計算ができず、実際の転倒モーメントが許容転 倒モーメントに達してもブーム１３の作動が規制されない場合がある。このよう な場合、転倒モーメントが最大許容転倒モーメントを超えて増加した段階で、右 後ジャッキＪ２に作用する接地反力が最小許容反力以下に減少し、右後反力検出 器３６ｄがオープン状態になる。これにより、先に遮断された第１検出ラインＤ １とともに第２検出ラインＤ２も遮断されることとなり、警報コントローラ４１ には励磁維持信号が入力されなくなる。このため、警報コントローラ４１からの 励磁信号の出力が停止してアンロードバルブ４３が右動位置に切り換わり、それ 以上のブーム１３の倒伏・伸長作動が規制される。こうして、負荷演算部３１を 通じたブーム１３の作動規制時に比べて車体１１の安定度は若干低くなっている ものの、車体１１の転倒事故は確実に防止される。

【００２６】 また、これと同時にリレーコイル４６ａに励磁信号が入力されなくなり、開閉 子４６ｂがクローズ状態になるため、ブザーコントローラ４７に電源Ｂから電気 信号が入力される。このため、スピーカー４８から警報音が発生される。これに より、作業者は、負荷演算部３１のいずれかのセンサ３２ａ〜３２ｄに異常が生 じたものと明確に判断することができる。

【００２７】 なお、図６に示すように、ブーム１３が後方に旋回作動した場合には、右後ジ ャッキＪ２と左後ジャッキＪ４を結ぶ転倒支線Ｔ２を中心に転倒するおそれが生 じる。この場合にも、負荷演算部３１のセンサ３２ａ〜３２ｄが正常である限り これによるブーム１３の作動規制が行われるが、センサ３２ａ〜３２ｄにに異常 が生じた場合には、右前ジャッキＪ１および左前ジャッキＪ３に作用する接地反 力がともに最小許容反力以下に減少した段階で、反力検出部３５を通じたブーム １３の作動規制およびブザーによる警報が行われる。

【００２８】 上記実施例では高所作業車に取り付けられた安全装置について説明したが、本 考案に係る安全装置はこれに限られず、クレーン車等、起伏・伸縮自在なブーム を備えた作業車すべてに採用することができる。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の安全装置は、転倒負荷を演算比較して高精度で警 報作動を行う負荷演算式の転倒防止手段と、機械的にジャッキの接地反力を検出 して故障等の心配なく確実に警報作動を行う反力検出式の転倒防止手段とを併せ 持つかたちとなる。そして、確実性の高い反力検出に基づく警報作動が行われる ときの車体の安定度を、負荷演算に基づく警報作動が行われるときの車体の安定 度よりも若干低く設定することにより、反力検出に基づく警報作動は負荷演算に 基づく警報作動のバックアップとしての役割を果たす。このため、本安全装置を 用いれば、負荷演算を行うためのセンサ等が正常である限り限界に近い広い作業 範囲を確保することができる一方、万一センサ等に異常が生じても反力検出に基 づいて確実に車体の転倒事故を阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る安全装置を備えた高所作業車の側
面図である。

【図２】上記高所作業車のジャッキの断面図である。

【図３】上記安全装置のブロック図である。

【図４】上記安全装置の部分構成図である。

【図５】上記安全装置の部分構成図である。

【図６】上記安全装置の作動説明図である。

【符号の説明】

１０ 高所作業車 １３ ブーム Ｊ１〜Ｊ４ ジャッキ ３０ 安全装置 ４３ アンロードバルブ ３６ａ〜３６ｄ 反力検出器 Ｔ１，Ｔ２ 転倒支線

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体に作業装置が取り付けられており、
   前記車体の前後左右に下端部を接地させてこの車体を支
   持するジャッキが取り付けられてなる作業車の安全装置
   であって、 前記作業装置の作動状態等に基づいて、前記車体を転倒
   させる方向に作用する転倒負荷の大きさを算出する負荷
   演算手段と、 前記ジャッキに作用する接地反力が最小許容反力に減少
   したことを機械的に検出する反力検出手段と、 前記負荷演算手段により算出された転倒負荷が最大許容
   負荷に増加した場合又は前記反力検出手段により前記接
   地反力が前記最小許容反力に減少したことが検出された
   場合に所定の警報作動を行う警報手段とからなり、 前記接地反力が前記最小許容反力に減少したときの前記
   転倒負荷は、前記最大許容負荷よりも大きいことを特徴
   とする作業車の安全装置。