JPH0986899A

JPH0986899A - 高所作業車の積載荷重検出装置

Info

Publication number: JPH0986899A
Application number: JP25075195A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ono; 浩史大野
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-03-31
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: JP3178782B2

Abstract

(57)【要約】【課題】作業台への積載荷重を正確に検出する高所作
業車の積載荷重検出装置を提供する。【解決手段】水平旋回自在に垂直ポスト１８へ取り付
けられたブーム側ブラケット２２に、作業台２１を支持
する作業台側ブラケット２３が、各ブラケットの三つの
端部にて、緩衝材としてのマウントゴム２４ａ、２４ｂ
及び２４ｃと、荷重検出手段としてのロードセル２５
ａ、２５ｂ及び２５ｃとを介して連結されている。これ
らロードセル２５ａ、２５ｂ及び２５ｃにより検出され
た検出値が荷重演算手段により演算され、作業台２１へ
の積載荷重が求められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自走可能な車体上に、
起伏等の作動が自在なブームが配設されて構成される高
所作業車等に係わり、特に、ブーム先端部に設けられた
作業台への積載荷重を検出する積載荷重検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】高所作業車は、一般に、走行自在な車体上
に、旋回、起伏、伸縮等の作動が自在なブームが設けら
れ、このブームの先端に、作業者の搭乗可能な作業台が
配設されて構成されている。

【０００３】このような高所作業車を用いての作業にお
いては、作業台へ工具、資材等を載せ、作業者自身も作
業台へ搭乗する。作業者と、工具、資材等との荷重を受
けた作業台が、ブームの起仰、伸長等により高所位置へ
移動されるため、高所作業車には、常に、車体位置から
作業台配置方向へ、車体を転倒させようとするモーメン
ト（以下「転倒モーメント」と称する）が作用する。こ
の転倒モーメントは、作業台への積載荷重の増加、ブー
ムの伸長作動等に応じて増大する。このブーム作動に応
じて変化する転倒モーメントにより、車体の安定性が脅
かされないように、作業台への積載荷重に応じてブーム
作動が規制されるのが好ましい。積載荷重に対応させて
ブーム作動範囲が設定されれば、車体に対する作業台の
作業範囲は安全に広く確保できる。

【０００４】このため、従来、作業台への積載荷重を検
出する検出装置として、ブーム先端に、作業台の底面ほ
ぼ全面を受ける大きさにブラケットが設けられ、このブ
ラケットの四隅にロードセルが各々配設されて、これら
ロードセルの上に作業台が配設された積載荷重検出装置
がある。この積載荷重検出装置においては、これら複数
のロードセルから得られる検出値を演算器により加算し
て実積載荷重が求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
作業台の底面四隅に各々ロードセルが配設されるやり方
では、正確な積載荷重を検出するために、作業台の底面
の広さに応じてロードセルの取付間隔も広くせねばなら
ず、各ロードセルをブーム側に支持するブラケット自体
も大きくなってしまうという問題がある。ブラケットが
大きくなりブーム先端が重くなってしまうことは、ブー
ムのビーム強度及び車体の安定度を減じてしまうため好
ましくない。また、作業台の底部の大きさに合わせてブ
ラケットをも大きく形成しなければならないことは生産
コスト面でも好ましくない。

【０００６】また、従来の、この積載荷重検出装置で
は、作業台の底面下方へロードセルやブラケットが配設
されたため、作業台に搭乗した作業者は、作業台下方の
視界が得にくい。また、梁の間に作業台を配置させて作
業を行おうとする際に、作業台と、作業台下面に取り付
けられたブラケットとを合わせた高さが作業台配置操作
の障害となってしまうこともある。そのため、梁の間へ
作業台を配置することが不可能な場合もあり、狭い作業
環境における高所作業の作業性が損なわれていた。

【０００７】また、このような構成では、作業台が底面
のみで支持されているため、作業台の横振れに対する安
定性が低く、作業台の乗り心地が損なわれるという問題
もあった。本発明は、このような問題に鑑みてなされた
ものであり、作業台への取付が簡潔で、作業台の操作性
及び安定性に優れ、作業台への積載荷重を正確に検出す
る高所作業車の積載荷重検出装置を提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の高所作業車の積載荷重検出装置は、高所作
業車のブームの先端に配設されたブーム側ブラケット
と、作業者が搭乗する作業台と、この作業台の側面に配
設された作業台側ブラケットと、この作業台側ブラケッ
トとブーム側ブラケットとの間に配設され、ブームの位
置と作業台の位置とを結ぶ方向へ間隔を有した位置にお
いて、作業台側ブラケットとブーム側ブラケットとを連
結する複数の連結手段と、これら複数の連結手段の各配
設位置における垂直方向荷重を検出する荷重検出手段
と、この荷重検出手段からの検出値より実積載荷重を演
算する荷重演算手段とから構成される。また、連結手段
が、少なくとも３個配設され、ブームの位置と作業台の
位置とを結ぶ方向と直角方向にも間隔を有して配設され
ればさらに好ましい。

【０００９】

【作用】本発明の高所作業車の積載荷重検出装置によれ
ば、作業台への積載荷重は、作業台の側面に配設された
作業台側ブラケットから複数の連結手段を介してブーム
側ブラケットに支持される。作業台の荷重は全てこれら
複数の連結手段により受けられるため、これら連結手段
の各配設位置における垂直方向荷重を荷重検出手段によ
って検出し、全検出値を荷重演算手段によって演算する
ことにより実積載荷重が正確に求められる。

【００１０】これら連結手段に作用する垂直方向荷重
（垂直反力）は、積載荷重の位置が作業台上で変化する
とこれに影響され増減するが、垂直方向における力の釣
り合いにおいて、各垂直反力の総和は変化しないため、
上記のように演算された積載荷重値は、積載荷重の位置
変化に影響されることはない。即ち、作業台内で、作業
者が移動したり、あるいは工具、資材等が動かされたり
した影響が演算値には現れず、常に作業台の正確な積載
荷重の検出が可能である。

【００１１】このように本発明の積載荷重検出装置は、
検出される積載荷重値が積載荷重の位置変化からの影響
を受けずに、荷重検出手段により検出された検出値が荷
重演算手段によって演算されて積載荷重値が求められる
ため、積載荷重の検出精度は、荷重検出手段の検出精度
と荷重演算手段の演算精度とにのみ依存する。荷重検出
手段としては、電磁センサ、光学センサ等の極めて高精
度のものが利用可能であり、演算手段には、マイクロコ
ンピュータ等が利用可能であるため、かなり高精度の積
載荷重検出装置が実現される。

【００１２】また、作業台の側面に配設された作業台側
ブラケットが、ブーム先端に配設されたブーム側ブラケ
ットに支持されるため、従来の、作業台底面がブラケッ
トによって支持された場合と違って、大きな作業台を用
いる場合でもブラケット自体をも大きくする必要は無
い。ブラケットがコンパクトに構成されるため、従来の
ように、ブラケットの増大がブーム先端を重くし、ブー
ム強度及び車体の安定度を減じてしまうという恐れは解
消され、ブーム強度の安定性及び車体の安定性が増す。
さらに、このように構成された積載荷重検出装置は、作
業台の大きさに関係なく種々の高所作業車に採用可能で
あるため、積載荷重検出装置の標準化が可能で、生産コ
ストが削減される。

【００１３】さらに、従来の、ブラケットが作業台底面
に配設されていた場合と比べて、作業台側面にブラケッ
トが配設されたため、作業台の横振れを抑え易く、作業
台の乗り心地が向上する。また、作業台下方の視界が広
く、梁の間に作業台を入れて作業を行う等の作業台操作
が容易に行えるようになる。このため、狭い作業環境に
おける高所作業の作業性が向上される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図を
参照して説明する。図３には、本発明に係わる高所作業
車１０が示されている。この高所作業車１０は、概略、
車体部とブーム部とから構成される。車体部は、主に、
駆動車輪を有した自走可能な車体１１と、この車体１１
内に配設された油圧ポンプ（図示せず）等のブーム駆動
源、及び車体１１上に載置されたコントローラ（図示せ
ず）等のブーム作動制御部分からなる。また、車体１１
の前後左右には、伸長、接地することにより作業時に車
体１１を安定支持するアウトリガジャッキ１９が設けら
れている。

【００１５】車体１１上には旋回台１２が配設されてお
り、この旋回台１２は車体１１内部に配設された油圧モ
ータ（図示せず）により回動自在である。旋回台１２上
端部には、ブーム１３が支軸１２ａにより枢支され、こ
のブーム１３へ旋回台１２から起伏シリンダ１５が係着
されている。この起伏シリンダ１５によりブーム１３は
起伏作動が自在である。また、ブーム１３は、複数のブ
ーム部材１３ａ、１３ｂ及び１３ｃが入子式に組まれた
もので、ブーム内に配設された伸縮シリンダ（図示せ
ず）により伸縮作動が自在である。

【００１６】先端ブーム部材１３ｃの先端部に、垂直ポ
スト１８が枢支され、この垂直ポスト１８にブーム側ブ
ラケット２２が取り付けられている。このブーム側ブラ
ケット２２へ、作業台側ブラケット２３を介して作業台
２１が取り付けられている。垂直ポスト１８は、ブーム
１３の起伏状態に拘わらず、レベリングシリンダ１４ａ
及び１４ｂにより常に地面に対し垂直に保たれる。この
ため、垂直ポスト１８に支持された作業台２１の底面
は、作業者が快適に作業可能なように、地面に対して常
に平行に保たれる。

【００１７】本発明の積載荷重検出装置を図１及び図２
を参照して説明する。ブーム側ブラケット２２及び作業
台側ブラケット２３は、上から見て、「Ｔ」字形に形成
されたブラケットである。ブーム側ブラケット２２は、
油圧モータ（図示せず）により水平旋回自在に垂直ポス
ト１８へ取り付けられている。

【００１８】このブーム側ブラケット２２の上方に作業
台側ブラケット２３が配設され、作業台側ブラケット２
３の「Ｔ」字のヘッド部分２３ａが作業台２１の側面へ
固設され、フット部分２３ｂがブーム１３側へ突き出る
状態で水平に延びる。この作業台側ブラケット２３の三
つの端部には、下方へ向けて各々ボスが形成されてい
る。

【００１９】これらボスの各下面には、緩衝材として、
円筒形状を有するマウントゴム２４ａ、２４ｂ及び２４
ｃが、その円筒軸を垂直方向に向けて配設され、これら
マウントゴム２４ａ、２４ｂ及び２４ｃの各下面に、直
方体形状を有するロードセル２５ａ、２５ｂ及び２５ｃ
の一端部分がボルト（図示せず）によって止められる。
各ロードセル２５ａ、２５ｂ及び２５ｃの他端部分は、
作業台側ブラケット２３へ重なるよう、その下方に配設
されたブーム側ブラケット２２の三つの端部の各々へ挟
持されボルト（図示せず）止めされている。上記説明の
如く、ブーム側ブラケット２２が垂直ポスト１８に対し
て水平旋回自在であるため、このように作業台側ブラケ
ット２３を介してブーム側ブラケット２２へ配設された
作業台２１は、垂直ポスト１８に対して水平旋回自在で
ある。

【００２０】上記の如く、作業台側ブラケット２３とブ
ーム側ブラケット２２とは、３個のマウントゴム２４及
び３個のロードセル２５のみを介して連結されている。
本実施例においては、ロードセル２５が、特許請求の範
囲に記載された連結手段と荷重検出手段とを兼ねてい
る。これらロードセル２５ａ、２５ｂ及び２５ｃが、連
結手段として水平面上の３点にて、作業台ブラケット２
３を介して作業台２１を支持しながら荷重検出を行う。
このように水平３点で支持することは、作業台２１の安
定性を確保する上で、また、ブーム側ブラケット２２及
び作業台側ブラケット２３をコンパクトに構成する上で
も好ましい。

【００２１】これらロードセル２５ａ、２５ｂ及び２５
ｃにより検出された検出値は、ブーム側ブラケット２２
近傍に設けられたコントロールボックス（図示せず）内
の荷重演算手段（図示せず）により演算され、作業台２
１への積載荷重が求められる。このように作業台への積
載荷重が、作業台２１の側面に配設された作業台側ブラ
ケット２３と、ブーム先端に配設されたブーム側ブラケ
ット２２との間に配設された３個のロードセル２５ａ、
２５ｂ及び２５ｃにより検出されるため、作業台底面の
大きさには何ら関係なく、両ブラケット２２及び２３の
大きさは決められることになる。

【００２２】さて、作業台２１へ作業者が搭乗し、作業
工具、資材等を載せたとき、図１に示されたように、作
業台荷重、工具等の合計荷重である垂直荷重Ｗが作業台
２１に作用するものとする。垂直荷重Ｗが作業台２１に
作用するとき、作業台側ブラケット２３とブーム側ブラ
ケット２２との連結手段である３個のロードセル２５
ａ、２５ｂ及び２５ｃには、この垂直荷重に対応した反
力が作用する。作業台近傍の２個のロードセル２５ｂ及
び２５ｃに作用する反力Ｒ１及びＲ３と、作業台から離
れた１個のロードセル２５ａに作用する反力Ｒ２とは、
互いに相反する方向へ作用する。これら反力Ｒ１、Ｒ２
及びＲ３の大きさは、垂直荷重Ｗの位置変化に応じて変
化するもので、作業台近傍２個のロードセル２５ｂ及び
２５ｃから垂直荷重Ｗまでの距離Ｌ１が大きくなれば、
即ち、作業台２１内で垂直荷重Ｗが垂直ポスト１８から
遠のく方向へ移動すれば、反力Ｒ１、Ｒ２及びＲ３も大
きくなる。これは、垂直荷重Ｗの位置変化に応じてロー
ドセル２５ａ、２５ｂ及び２５ｃに作用するモーメント
が変化するためである。

【００２３】しかしながら、垂直方向の釣合において
は、垂直荷重Ｗと反力Ｒ１、Ｒ２及びＲ３との間には、
常に、次式（１）の関係が成り立つ。

【００２４】Ｗ＋Ｒ２＝Ｒ１＋Ｒ３・・・（１）

【００２５】故に、垂直荷重Ｗは、次式（２）に示され
るように、反力Ｒ１、Ｒ２及びＲ３から演算可能であ
る。

【００２６】Ｗ＝Ｒ１＋Ｒ３ − Ｒ２・・・（２）

【００２７】垂直荷重Ｗは、反力Ｒ１と反力Ｒ３との和
と、この和と反力Ｒ２との差とを求めることにより、荷
重位置、距離Ｌ１の変化に係わらず、すなわち、モーメ
ントの影響を除いて検出可能である。

【００２８】ロードセル２５ａ、２５ｂ及び２５ｃによ
って検出されるこれら検出値Ｒ１、Ｒ２及びＲ３から、
演算手段は、上記（２）式の演算を行い、垂直荷重Ｗを
得る。この垂直荷重Ｗには、作業台２１、作業台側ブラ
ケット２３、マウントゴム２４ａ、２４ｂ及び２４ｃ等
の重さが含まれているため、これらの重量を減算するこ
とにより、純粋に作業台２１への積載荷重のみが得られ
ることになる。

【００２９】上記説明の如く、ロードセル２５ａ、２５
ｂ及び２５ｃへ垂直方向成分の荷重のみが作用するよう
に３個のロードセルが水平に配設され、また、マウント
ゴム２４ａ、２４ｂ及び２４ｃが緩衝機能を有するた
め、作業台２１内で、作業者が移動したり、資材、工具
等の置場所が変えられたりした場合でも、何ら影響を受
けず、本荷重検出装置は正確な積載荷重検出が可能であ
る。積載荷重Ｗに対する各反力Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が荷
重検出手段としてのロードセル２５ａ、２５ｂ及び２５
ｃへ直接作用するため、荷重検出の精度は、ロードセル
２５ａ、２５ｂ及び２５ｃの分解能（検出精度）及び荷
重演算手段の演算精度のみに依存する。荷重検出及び演
算処理は電子回路的に処理可能であるため、高精度の荷
重検出が可能である。

【００３０】尚、本発明は上記実施例に限られるもので
はなく、３個のロードセル２５ａ、２５ｂ及び２５ｃに
て作業台２１を受けるのが最も好ましいが、ロードセル
が４個であっても、同様な演算処理が可能である。ま
た、ブーム側ブラケット２２及び作業台側ブラケット２
３が、マウントゴム２４ａ、２４ｂ及び２４ｃ及びロー
ドセル２５ａ、２５ｂ及び２５ｃを保護するカバーを有
して形成されればさらに好ましい。本発明の特許請求の
範囲内においてさらなる改善、改良、変更等が行え得る
ことは明らかである。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高所作業
車の積載荷重検出装置によれば、作業台は、作業台の側
面に配設された作業台側ブラケットから複数の連結手段
を介してブーム側ブラケットに支持される。作業台への
積載荷重は、これら複数の連結手段の各配設位置におけ
る垂直方向荷重を荷重検出手段によって検出し、荷重演
算手段によって演算することによって求められる。

【００３２】複数の連結手段に上方あるいは下方へ向け
て作用する各垂直反力は、積載荷重位置の変化から生ず
るモーメントの変化に応じて増減するが、垂直方向の釣
り合いにおいて、これら垂直反力の総和は常に一定で変
化しない。従って、演算された積載荷重値には、モーメ
ントの影響が現れることは無く、作業台内で、作業者が
移動したり、あるいは工具、資材等が動かされたりして
もその影響は現れない。このため、作業台への積載荷重
が正確に検出可能である。

【００３３】このように本発明の積載荷重検出装置は、
検出される積載荷重値が積載荷重の位置変化からの影響
を受けずに、荷重検出手段により検出された検出値が荷
重演算手段によって演算されて積載荷重値が求められる
ため、積載荷重の検出精度は、荷重検出手段の検出精度
と荷重演算手段の演算精度とにのみ依存することにな
る。荷重検出手段としては、電磁センサ、光学センサ等
の極めて高精度のものが利用可能であり、また、演算手
段には、マイクロコンピュータ等が利用可能であるた
め、かなり高精度の積載荷重検出装置が得られる。

【００３４】また、作業台の側面に配設された作業台側
ブラケットが、ブーム先端に配設されたブーム側ブラケ
ットに複数の連結手段を介して配設されたため、作業台
底面の大きさに左右されることなく、ブラケットの大き
さを決めることができる。このため、従来の、作業台底
面がブラケットによって支持された場合と違って、作業
台を大きく設けるためにブラケット自体をも大きくする
必要は全く無い。故に、本発明の積載荷重検出装置は、
作業台の大きさに関係なく種々の高所作業車に採用可能
であるため、標準化が可能で、生産コストの削減をもた
らす。また、従来のように、過度にブラケットが増大し
ブーム先端を重くし、ブーム強度及び車体の安定度を減
じてしまうことは無い。

【００３５】このように作業台の側面にブラケットが配
設されているため、従来の、ブラケットが作業台底面に
配設されていた場合に比べて横振れを抑え易く、作業台
の安定性が向上する。また、作業台下方の視界が広く、
梁の間に作業台を入れて作業を行う等の作業台操作が容
易に行える。このため、狭い作業環境における高所作業
の作業性が向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】高所作業車の積載荷重検出装置の側面図であ
る。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明に係わる高所作業車の全体側面図であ
る。

【符号の説明】

１０高所作業車１１車体１２旋回台１３ブーム１５起伏シリンダ１８垂直ポスト２１作業台２２ブーム側ブラケット２３作業台側ブラケット２４マウントゴム２５ロードセル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高所作業車のブームの先端に配設された
ブーム側ブラケットと、作業者が搭乗する作業台と、この作業台の側面に配設された作業台側ブラケットと、この作業台側ブラケットと前記ブーム側ブラケットとの
間に配設され、前記ブームの位置と前記作業台の位置と
を結ぶ方向へ間隔を有した位置において、前記作業台側
ブラケットと前記ブーム側ブラケットとを連結して、前
記ブーム側ブラケットにより前記作業台側ブラケットを
介して前記作業台を支持させる複数の連結手段と、これら複数の連結手段の各配設位置における垂直方向荷
重を検出する荷重検出手段と、この荷重検出手段からの検出値より実積載荷重を演算す
る荷重演算手段とからなる高所作業車の積載荷重検出装
置。
【請求項２】前記連結手段が、少なくとも３個配設さ
れ、前記ブームの位置と前記作業台の位置とを結ぶ方向
と直角方向にも間隔を有して配設されたことを特徴とす
る請求項１記載の高所作業車の積載荷重検出装置。