JPH0891794A - 検出器のエラー判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出器が検出しようとする物理量（荷重等）
に合わせて適正なエラー判定を行えるようにする。 【構成】 エラー判定装置は、検出器より検出された検
出荷重（出力電流値）が所定範囲外であるときにエラー
判定を行う判定手段と、ブームの起伏角度を検出する起
伏角検出手段と、ブームの伸長量を検出する伸長量検出
手段と、起伏角検出手段により検出された起伏角度が小
さいほどおよび伸長検出手段により検出された伸長量が
大きいほど、少なくとも上記所定範囲の下限値を大きく
設定する範囲設定手段とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、荷重等の物理量を検出
する検出器に故障が生じた場合にエラー判定を行うエラ
ー判定装置に関し、さらにはクレーン車や高所作業車等
の作業装置において、車体（基台）がブームから受ける
荷重を検出する検出器のエラー判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】作業装置の作動を制御する制御装置に
は、この作業装置の作動状態（角度，長さ，荷重の大き
さ等）を検出する検出器が多く用いられる。例えば、ク
レーン車や高所作業車の車体には、ブームの自重および
吊上げ荷重又は作業台への搭載荷重に基づいてこの車体
を転倒させようとする転倒方向モーメントが作用する。
そして、この転倒方向モーメントが過大になると車体が
不安定になるおそれがあるため、上記高所作業車等には
モーメントリミッタ等と呼ばれる安全装置が取り付けら
れる。この安全装置は、車体がブームから受ける荷重を
検出する荷重検出器（ロードセル）を有しており、この
荷重検出器による検出荷重（出力電圧）に基づいて算出
された算出モーメントと予めある程度の安全度を見込ん
で設定された許容モーメントとを比較し、算出モーメン
トが許容モーメントを上回ったときは、それ以上転倒方
向モーメントを増加させるようなブームの作動（例え
ば、倒伏作動や伸長作動）を規制する。

【０００３】このような安全装置において、荷重検出器
が接触不良等となって故障した場合には、正確なモーメ
ント計算ができず、適正なブームの作動規制を行えな
い。このため、安全装置には、図５に示すように、荷重
検出器による検出荷重、即ち、出力電圧値が所定範囲外
（図中のハッチング部分）となった場合は、この荷重検
出器が故障している、即ち、エラー状態であるとの判定
を行うエラー判定装置が取り付けられることが多い。例
えば、所定範囲が−６ton に対応する電圧値（下限）Ｉ
B から１９ton に対応する電圧値（上限）ＩU に設定さ
れた場合において、出力電圧値が−１０ton とか２５to
n とかに対応する値になった場合は、この荷重検出器は
エラー状態であると判定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のエラ
ー判定装置において設定される所定範囲はブームの起伏
角度や伸長量、即ち、実荷重の大きさにかかわらず一定
であった。このため、例えば、実荷重が許容荷重に近い
１５ton である場合に、荷重検出器からの出力電圧値
が、実荷重よりも大幅に小さい１０ton に対応する電圧
値であっても、下限電圧値ＩB よりも大きい限りエラー
判定がなされなかった。これでは、実転倒方向モーメン
トが許容モーメントを超えても、算出転倒方向モーメン
トが許容モーメントを超えないという状況が生じるおそ
れがあり、安全装置の信頼性を低下させることになると
いう問題がある。

【０００５】一方、検出しようとする実荷重の大きさに
かかわらず一律に下限値を引き上げたのでは、実荷重
（実転倒方向モーメント）が小さく安定度にまだ十分余
裕があるような場合に、少しの検出誤差が生じただけで
エラー判定される結果となり、頻繁に作業を中断させる
ことになりかねない。

【０００６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、検出器が検出しようとする物理量（荷重
等）に合わせて適正なエラー判定を行えるようにした検
出器のエラー判定装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【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、本発明のエラー判定装置は、検出器によって検出
された検出値（荷重その他の物理量）が所定範囲外であ
るときにエラー判定を行う判定手段と、この検出器によ
り検出しようとする実際の上記物理量が大きいほど、少
なくとも上記所定範囲の下限値を大きく設定する範囲設
定手段とから構成される。

【０００８】また、基台に起伏・伸縮が自在なブームを
取り付けてなる作業装置に備えられ、ブームから基台が
受ける荷重を検出する検出器のエラー判定装置にあって
は、検出器より検出された検出荷重が所定範囲外である
ときにエラー判定を行う判定手段と、ブームの起伏角度
を検出する起伏角検出手段と、ブームの伸長量を検出す
る伸長量検出手段と、起伏角検出手段により検出された
起伏角度が小さいほどおよび伸長検出手段により検出さ
れた伸長量が大きいほど、少なくとも上記所定範囲の下
限値を大きく設定する範囲設定手段とから構成される。

【０００９】

【作用】このようなエラー判定装置によれば、例えば、
ブームが水平状態近くまで倒伏したり全伸長状態になっ
たりして実荷重（物理量）が本来的に大きい場合は、範
囲設定手段によって所定範囲の下限値（下限電圧値）が
比較的大きめに設定される。このため、検出器に荷重を
小さく検出してしまうような検出誤差が生じた場合は、
その検出誤差が小さいうちにエラー判定がなされる。一
方、ブームが垂直状態近くまで起仰したり全縮状態にな
ったりしてて実荷重が本来的に小さい場合は、下限値も
比較的小さめに設定される。このため、少しの検出誤差
であるにもかかわらず過度に敏感にエラー判定されると
いったことがなくなり、作業をスムーズに進行させるこ
とができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明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。図１には、本発明に係るエラ
ー判定装置を備えた高所作業車を示している。この高所
作業車１はトラックをベースとして構成されており、車
体２の後部には、この車体２に対して水平旋回が自在な
旋回台３が取り付けられている。旋回台３の上部にはブ
ーム４が取り付けられている。このブーム４は、旋回台
３に起伏自在に枢着された基端ブーム４ａと、この基端
ブーム４ａ内に長手方向に移動自在に挿入された中間ブ
ーム４ｂと、この中間ブーム４ｂ内に長手方向に移動自
在に挿入された先端ブーム４ｃとから、テレスコープ状
に伸縮自在に構成されている。ブーム４には、図示しな
い油圧伸縮シリンダが内蔵されており、ブーム４はこの
伸縮シリンダによって伸縮駆動される。また、基端ブー
ム４ａと旋回台３との間には油圧起伏シリンダ５が取り
付けられており、ブーム４はこの起伏シリンダ５によっ
て起伏駆動される。

【００１１】ここで、図２を用いて、起伏シリンダ５と
旋回台３との取付構造を詳細に説明する。旋回台３の底
面には、互いに対向する一対の側板部１３ａ，１３ａを
有するブラケット１３が取り付けられている。各側板部
１３ａにはここを厚さ方向に貫通するピン受容孔１３ｂ
が形成されている。また、起伏シリンダ５のボトム端に
は、この起伏シリンダ５の軸方向に延びる枢着アーム５
ａが形成されており、この枢着アーム５ａの下端には、
ここを厚さ方向に貫通するピン受容孔５ｂが形成されて
いる。起伏シリンダ５の枢着アーム５ａは、ブラケット
１３における２つの側板１３ａ，１３ａの間に挿入され
るそして、互いに位置が合わされた３つのピン受容孔１
３ｂ，５ｂ，１３ｂにピン９が挿入される。こうして起
伏シリンダ５のボトム端は、旋回台３に対して起伏揺動
自在に枢着される。

【００１２】さらに、先端ブーム４ｃの先端には、作業
台６が取り付けられている。この作業台６は、図示しな
いレベリング装置によってブーム４の起伏状態にかかわ
らず常に水平に保持される。作業台６には作業者（図示
せず）が搭乗することができ、この作業者は、作業台６
に取り付けられた操作装置（図示せず）の操作を通じて
旋回台３やブーム４の各作動を制御し、任意の高所に移
動することができる。

【００１３】ところでブーム４を起伏・伸縮作動させる
と、車体２には、ブーム４の自重や作業台６への搭載荷
重等に応じて車体２を転倒させる方向にモーメント（以
下、転倒方向モーメントという）が作用する。このた
め、この転倒方向モーメントに抗して車体２を支え、で
きるだけ広い範囲でブーム４を作動させるため、車体２
の前後左右にはアウトリガジャッキ８が取り付けられて
いる。このアウトリガジャッキ８は、車体２の側方に適
宜張り出すとともに、下端部を接地させて車体２を若干
持ち上げるようにして車体２を支持する。しかし、これ
らアウトリガジャッキ８によって支えることができる転
倒方向モーメントには限度がある。このため、高所作業
車１には、車体２に過大な転倒方向モーメントを作用さ
せないようにするためのモーメントリミッタが取り付け
られている。

【００１４】図２に示すように、このモーメントリミッ
タ２０は、荷重センサ２１と、起伏角センサ２２と、モ
ーメント演算器２５と、規制バルブ２６とから構成され
ている。荷重センサ２１は、図３に示すように、ピン９
に取り付けられたロードセルからなり、ピン９の変形
量、即ち、起伏シリンダ５の軸方向に作用する力（以
下、軸荷重という）Ｆに対応した値の検出信号（電気信
号）を出力する。具体的には、図４に示すように、軸荷
重Ｆに比例した値の電圧を出力する。なお、軸荷重Ｆ
は、作業台６の搭載重量が一定であるときは、起伏角度
θが小さいほど又は伸長量Ｌが大きいほど大きくなる。

【００１５】起伏角センサ２２は、図１に示すように、
基端ブーム４ａの基端部側面に取り付けられており、ブ
ーム４の水平レベルに対する起伏角度θに対応する値の
検出信号（電気信号）を出力する。

【００１６】モーメント演算器２５には、予め最大許容
モーメントが設定記憶されている。最大許容モーメント
とは、アウトリガジャッキ８により支持できる最大限の
転倒方向モーメントに所定の安全率を乗じた値である。
モーメント演算器２５は、荷重センサ２１および起伏角
センサ２２からの検出信号に基づいて、車体２に実際に
作用している転倒方向モーメント（実転倒方向モーメン
ト）に等しいか又はこれに近いモーメント量を算出す
る。そして、最大許容モーメントと算出モーメントとを
比較し、算出モーメントが最大許容モーメント以下であ
る場合は規制バルブ２６に対して規制解除信号を出力
し、算出モーメントが最大許容モーメントを越えた場合
は上記規制解除信号の出力を停止する。

【００１７】規制バルブ２６は、起伏シリンダ５および
伸縮シリンダと、これらに供給される作動油を吐出する
油圧ポンプ（図示せず：車体２に搭載されている）とを
つなぐ油圧ラインに設けられた電磁切換弁である。この
規制バルブ２６は、上記規制解除信号によってソレノイ
ドが励磁されたときは、油圧ラインを開通させて起伏シ
リンダ５や伸縮シリンダに作動油が供給されることを許
容し、上記規制解除信号の出力が停止されソレノイドが
非励磁状態となったときは、油圧ラインをオイルタンク
に接続して、それ以上起伏シリンダ５等への作動油供給
が行われないようにする。

【００１８】また、このモーメントリミッタ２０には、
本発明に係るエラー判定装置３０が組み込まれている。
エラー判定装置３０は、上述した荷重センサ２１および
起伏角センサ２２を利用するほか、伸長量センサ３１
と、エラー判定器３２と、エラー表示器３５とを有して
構成される。

【００１９】伸長量センサ３１は、基端ブーム４ａの先
端部側面に取り付けられており、基端ブーム４ａに対す
る中間ブーム４ｂおよび先端ブーム４ｃの伸長量Ｌに対
応する値の検出信号（電気信号）を出力する。

【００２０】エラー判定器３２は、図４に示すエラー判
定マップに基づいて荷重センサ２１のエラー判定を行
う。このエラー判定マップは、図５に示した荷重センサ
２１の特性グラフに基づいて作成される。この特性グラ
フには、実線で示した荷重センサ２１の標準的な出力電
圧値（標準値）と、この標準値に対してモーメントリミ
ッタ２０による適正なブーム４の作動規制を行うために
荷重センサ２１に許容される出力電圧の誤差範囲（所定
範囲）の下限値と上限値とが示されている。ここで下限
電圧値は、荷重の大きさに比例して、即ち、荷重が大き
くなるほど大きくなるように設定される。一方、上限電
圧値は荷重の大きさにかかわらず一定に設定される。

【００２１】そして、このように設定された下限電圧値
を、横軸にブーム４の起伏角度θをとって、ブーム４の
伸長量Ｌごとに示した（ただし、図では全伸長時，１／
２伸長時および全縮時のみ示した）のが図４のエラー判
定マップである。このエラー判定マップから分かるよう
に、起伏角度θが小さいほど下限電圧値は大きくなる。
また、伸長量Ｌが大きくなるほど下限電圧値は大きくな
る。なお、図５には、各伸長量を有するブーム４が水平
倒伏状態（０゜）と起立状態（８０゜）との間で起伏し
た場合に荷重センサ２１から出力される電圧値の範囲を
示している。

【００２２】エラー判定器３２は、起伏角センサ２２お
よび伸長量センサ３１からの検出信号に基づいて、その
ときの起伏角度θおよび伸長量Ｌに対応する下限値をエ
ラー判定マップから選択する。そして、荷重センサ２１
からの出力電圧値と選択した下限電圧値とを比較して、
出力電圧値が下限電圧値を下回っているときは、荷重セ
ンサ２１のエラーが発生したと判定する。

【００２３】例えば、ブーム４が２０度の起伏角度を有
して全伸長している場合の下限電圧値は、図４にてＡで
示されるが、出力電圧値Ｖ20が下限電圧値Ａより小さい
ときは荷重センサ２１のエラーが発生したと判定する。
同様に、ブーム４が４０度の起伏角度を有して１／２伸
長している場合において出力電圧値Ｖ40が下限電圧値Ｂ
より小さいときや、ブーム４が７０度の起伏角度を有し
て全縮小している場合において出力電圧値Ｖ70が下限電
圧値Ｃより小さいときは荷重センサ２１のエラーが発生
したと判定する。荷重センサ２１のエラーが発生したと
判定したエラー判定器３２は、エラー表示器３５に対し
て表示信号を送出する。

【００２４】エラー表示器３５は、作業台６に取り付け
られる（ただし、図１には示さず）。そして、上記表示
信号に応じてエラーが発生した旨の表示を行う。表示方
法は、文字表示でもランプの点滅による表示でもよい。
また、音声による警告を表示に代えてもよい。

【００２５】次に、このように構成されたエラー判定装
置３０の使用状況について説明する。ここでは説明を簡
単にするためブーム４が全伸長状態に固定されていると
考える。ブーム４の起伏角度を２０度にすると、エラー
判定器３２により下限電圧値Ａが選択される。そして、
荷重センサ２１からの検出電圧値と下限電圧値Ａとが比
較され、出力電圧値が下限荷重Ａを少しでも下回ってい
れば（例えば、出力電圧値がＶ20の場合）、前述の通り
エラー表示器３５にエラー表示がなされる。したがっ
て、作業台６に搭乗した作業者は、荷重センサ２１にエ
ラーが発生しこのままではモーメントリミッタ２０は適
正に作動しないことを認識し、即作業を中止することが
できる。逆に言えば、エラー表示がなされない限り、荷
重センサ２１からの出力電圧値は比較的大きめに設定さ
れた下限電圧値Ａよりも大きく、実際の軸荷重に対応す
る出力電圧値Ｖ20′に近いことが保証され、モーメント
演算器２５による演算結果は確実に実転倒方向モーメン
トに等しいか又は近いものとなる。したがって、モーメ
ントリミッタ２０は適正にブーム４の作動規制を行え
る。

【００２６】一方、ブーム４の起伏角度が７０度である
場合は、もともと実軸荷重が比較的小さい。しかし、こ
の小さな軸荷重に対応する出力電圧値Ｖ70′に対応して
下限電圧値Ｄも小さめに設定されているため、ある程度
の下側の出力誤差が許容されることとなる。したがっ
て、通常の作業中に荷重センサ２１からの出力電圧があ
る程度上下に変動してもエラー表示されることなく、作
業をスムーズに進行することができる。

【００２７】なお、上記実施例では、下限値のみを変動
設定する場合について説明したが、上限値についても図
５に点線で示すように変化させ、これを上回る出力電圧
値となったときはエラー表示を行ってもよい。これによ
り、まだ最大荷重に対して十分余裕がある状態でモーメ
ントリミッタによるブームの作動規制が実行されてしま
うような事態を回避できる。

【００２８】また、上記実施例では、荷重を検出する検
出器のエラー判定について説明したが、本発明のエラー
判定装置は荷重検出器に限ることなく、各種物理量を検
出する検出器（例えば、起伏角検出器や伸長量検出器）
にも適用できる。

【００２９】さらに、上記実施例では、高所作業車にエ
ラー判定装置を取り付けた場合について説明したが、本
発明のエラー判定装置は高所作業車以外の作業車（クレ
ーン車等）にも取り付けることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエラー判
定装置では、検出器により検出しようとする実際の物理
量が大きいほど、エラー判定がなされない範囲（所定範
囲）の下限値が引き上げられるようになっている。この
ため、検出値が、実際の物理量から大きく外れた状態で
利用されることを未然に防止することができる。

【００３１】また、本発明のエラー判定装置では、ブー
ムの起伏角が小さいほどおよびブームの伸長量が大きい
ほど、即ち、実荷重が大きいほど所定範囲の下限荷重が
大きく設定される。このため、実荷重が大きく車体が不
安定になり易い状態では、エラー判定されない限り、実
荷重に対して小さ過ぎない検出荷重が安全装置の演算デ
ータとして用いられることが保証され、安全装置の信頼
性を向上させることができる。一方、実荷重が小さく車
体が安定している状態では、この実荷重に対してある程
度の検出誤差が許容されることになるため、過敏にエラ
ー判定されることなくスムーズに作業を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検出器のエラー判定装置を備える高所
作業車の背面図である。

【図２】上記検出器の斜視図である。

【図３】上記エラー判定装置を組み込んだモーメントリ
ミッタのブロック図である。

【図４】上記エラー判定装置が用いるエラー判定用のマ
ップ図である。

【図５】上記検出器の特性を示すグラフ図である。

【図６】従来の検出器の特性を示すグラフ図である。

【符号の説明】

４ ブーム ５ 起伏シリンダ ２０ モーメントリミッタ ３０ エラー判定装置 Ｍ 転倒方向モーメント Ｆ 軸荷重

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷重その他の物理量を検出する検出器の
   エラー判定装置であって、 前記検出器により検出された検出値が所定範囲外である
   ときにエラー判定を行う判定手段と、 前記検出器により検出しようとする実際の荷重その他の
   物理量が大きいほど、少なくとも前記所定範囲の下限値
   を大きく設定する範囲設定手段とから構成されることを
   特徴とする検出器のエラー判定装置。
2. 【請求項２】 基台に起伏・伸縮が自在なブームを取り
   付けてなる作業装置に備えられ、前記ブームから前記基
   台が受ける荷重を検出する検出器のエラー判定装置であ
   って、 前記検出器により検出された検出荷重が所定範囲外であ
   るときにエラー判定を行う判定手段と、 前記ブームの起伏角度を検出する起伏角検出手段と、 前記ブームの伸長量を検出する伸長量検出手段と、 前記起伏角検出手段により検出された起伏角度が小さい
   ほどおよび前記伸長検出手段により検出された伸長量が
   大きいほど、少なくとも前記所定範囲の下限値を大きく
   設定する範囲設定手段とから構成されることを特徴とす
   る検出器のエラー判定装置。