JPH11157796A - ブームの横方向力算出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 先端部に設けられた仮支持装置等によりブー
ムに作用する横方向の力を算出することができるブーム
の横方向力算出装置を得る。 【解決手段】 ブーム１３に作用する横方向力を算出す
るものであり、アウトリガジャッキ１６のそれぞれの接
地反力を検出する接地反力検出器と、ブーム１３によっ
て車体１１に作用するモーメントを算出するモーメント
算出器と、ブーム１３に作用する横方向の力を算出する
演算器とから構成されている。演算器は、ブーム１３が
作業位置に移動したときのジャッキ１６の接地反力か
ら、ブーム１３が格納位置にあるときの接地反力および
ブーム１３の移動に伴うモーメントの変化分に基づいて
反力変化量算出器によって算出された接地反力の変化量
を減じることにより反力差を求め、この反力差に基づい
てブーム１３に作用する横方向力の算出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電柱等の代わりに
電線を支持する仮支持装置をブームの先端に配設した高
所作業車等において、ブームに作用する横方向の力を算
出するブームの横方向力算出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電柱に配設された碍子の交換等の配電作
業を行う場合には、起伏等が自在なブームの先端に仮支
持装置を備えた高所作業車を用いている。そして、交換
すべき碍子の近傍に仮支持装置を移動させてその電線を
その電柱に代わって支持した後、碍子から電線を取り外
すことにより、電線が垂れ下がることなく配電作業を行
えるようにしている。

【０００３】ここで、図３に示すように、カーブしてい
る道路上の電柱Ｔに電線Ｄが張架されている場合には、
仮支持装置Ｋによって電線Ｄを支持した後、電柱Ｔに取
り付けられている碍子Ｇから電線を取り外すと、電線Ｄ
の重量によって仮支持装置（ブームＢの先端）Ｋに下向
きの荷重が作用するとともに、電線Ｄの反力により矢印
で示すように横方向にも力が作用する。さらに、作業の
支障とならないように支持した電線Ｄを横方向にずらす
場合には、この横方向の力はより大きくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】横方向の力が大きくな
ると、ブームＢ自体に悪影響を与えるおそれがあるとと
もに、高所作業車Ｓの車体が不安定になるという問題が
ある。このため、作業者は横方向の力が大きくならない
ようにブームＢを操作する必要があるが、この操作は作
業者の勘によってなされていた。作業者は、確実にブー
ムＢに悪影響を与えることがなく、且つ、車体が不安定
にならないようなブーム作動を行うことから、必要以上
に作業範囲が狭くなることがあり、作業性が低下すると
いう問題を生じていた。

【０００５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、先端部に設けられた仮支持装置等により
ブームに作用する横方向の力を算出することができるブ
ームの横方向力算出装置を提供することを目的とする。

【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、本発明のブームの横方向力算出装置は、接地状態
で支持することができる複数のジャッキが前後左右に設
けられた車体上に配設されて格納位置から作業位置への
昇降移動が自在なブームに作用する横方向力を算出する
ものであり、複数のジャッキのそれぞれの接地反力を検
出する接地反力検出手段と、ブームによって車体に作用
するモーメントを算出するモーメント算出手段と、ブー
ムに作用する横方向の力を算出する演算器とから構成さ
れている。

【０００７】演算器は、格納反力記憶器と、反力変化量
算出器と、横方向力算出器とから構成されている。格納
反力記憶器は、ブームが格納位置にあるときの接地反力
検出手段における検出値を記憶し、反力変化量算出器
は、ブームが格納位置から作業位置に移動したときの車
体に作用するモーメントの変化分に基づいて各ジャッキ
のそれぞれの接地反力の変化量を算出する。

【０００８】また、横方向力算出器は、ブームが作業位
置に移動したときの接地反力検出手段の検出値と、格納
反力記憶器に記憶された記憶値および反力変化量算出器
によって算出された変化量とから得られた反力差に基づ
いてブームに作用する横方向力の算出を行うものであ
る。

【０００９】このように構成されたブームの横方向力算
出装置によれば、車体に作用するモーメントの大きさお
よび、車体に対して作用する方向に応じて予め各ジャッ
キにおける接地反力を求めておくことにより、モーメン
ト算出手段によって算出されたモーメントから接地反力
の変化量を求めることができる。さらに、反力差が分か
れば、逆に、横方向の力が作用しているときと、作用し
ていないときとのモーメントの変化量を求めることがで
きるため、ブームの横方向力を求めることができる。

【００１０】なお、上記のブームの横方向力算出装置に
おいては、モーメント算出手段を、ブームの昇降移動位
置およびブームに作用する鉛直方向の荷重からモーメン
トを算出するように構成することが好ましい。なお、ブ
ームの昇降移動位置の検出は、ブームが車体に対して旋
回自在に構成されている場合には旋回角検出器によって
行い、伸縮自在に構成されている場合には伸縮量検出器
によって行い、起伏自在に構成されている場合には起伏
角検出器によって行うことが好ましい。

【００１１】鉛直方向の荷重は、ブームの先端に作業台
が設けられている場合にはこの作業台の積載荷重を検出
したり、ブームがクレーンブームである場合には吊下げ
荷重の検出を行うように構成することが好ましい。な
お、この場合には、作業台やブームの自重を考慮して荷
重を求める。

【００１２】また、上記のブームの横方向力算出装置に
おいては、ブームを車体に対して旋回および起伏自在な
構成とした場合、モーメント算出手段を、ブームの起伏
作動を行わせる起伏シリンダに作用する軸力およびブー
ムの旋回角からモーメントを算出するように構成するこ
とが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら説明する。まず、図１を参
照して、本発明に係るブームの横方向力算出装置を備え
た高所作業車１について説明する。この高所作業車１の
車体１１の後部には、車体１１に対して水平旋回が自在
な旋回台１２が取り付けられている。

【００１４】そして、この旋回台１２には、テレスコピ
ックに（入れ子式に）伸縮自在に構成されたブーム１３
が起伏シリンダ１８によって起伏自在に取り付けられて
いる。さらに、ブーム１３の先端にはブーム１３の起伏
角度の如何に拘らず常時垂直に保持される垂直ポスト１
４が取り付けられ、この垂直ポスト１４には水平旋回が
自在に作業台１５が取り付けられている。

【００１５】また、車体１１には、ブーム１３を起仰・
伸長させて高所作業を行うときに、車体１１が不安定に
ならないように車体１１を支持するアウトリガジャッキ
１６が設けられている。このアウトリガジャッキ１６
は、車体１１の左前側に配設される左前ジャッキ１６ａ
と、左後側に配設される左後ジャッキ１６ｂと、右前側
に配設される右前ジャッキ１６ｃと、右後側に配設され
る右後ジャッキ１６ｄとからなる。

【００１６】ここで、高所作業車１においては所定の条
件において、警報音を発したりブーム１３の作動やジャ
ッキ１６の作動を規制することにより作業者に注意を喚
起するように構成された警報システムが設けられてい
る。警報システムとしては、ジャッキインターロックシ
ステム、モーメント作動規制システム、横力作動規制シ
ステムがある。

【００１７】ここで、ジャッキインターロックシステム
および、モーメント作動規制システムについては、公知
の技術であるため以下、その構成を簡単に説明する。ジ
ャッキインターロックシステムは、各ジャッキ１６ａ〜
１６ｄにおいて所定の接地反力を得るまで（ブーム１３
の作動を行っても車体１１を安定支持することができる
まで）接地作動を行わなければ、ブーム１３の各作動を
行わせないようにするとともに、ブーム１３が車体１１
上に設けられたブーム受け１７上に載置されていなけれ
ば（格納状態になければ）ジャッキ１６を格納させない
ようにするシステムである。

【００１８】また、モーメント作動規制システムは、ブ
ーム１３を起仰・伸長させて高所作業を行ったときに、
ブーム１３によって車体１１を不安定にさせる方向に作
用するモーメント（以下、「転倒モーメント」と称す
る）が大きくなったときに、ブーム１３の作動を規制す
るものである。

【００１９】高所作業車１においては、上記の各制御を
行わせるために、ブーム１３の起伏角等のブーム状態や
アウトリガジャッキ１６の接地反力等の検出を行う種々
の検出器や、これらの検出値に基づいて転倒モーメント
の算出を行うモーメント算出器等が設けられている。

【００２０】検出器は、アウトリガジャッキ１６の接地
反力の検出を行う接地反力検出器３１と、ブーム１３の
車体１１に対する水平旋回角（旋回台１２の旋回角）の
検出を行うブーム旋回角検出器３３と、ブーム１３の伸
縮量の検出を行うブーム伸縮量検出器３４と、ブーム１
３の起伏角の検出を行うブーム起伏角検出器３５と、作
業台１５の積載荷重（鉛直方向の荷重）の検出を行う作
業台荷重検出器３６と、ブーム１３がブーム受け１７上
に載置されているか否か（ブーム１３が格納状態にある
か否か）の検出を行うブーム格納検出器３７とから構成
されている。

【００２１】接地反力検出器３１は、左前ジャッキ１６
ａの接地反力の検出を行う左前接地反力検出器３１ａ
と、左後ジャッキ１６ｂの接地反力の検出を行う左後接
地反力検出器３１ｂと、右前ジャッキ１６ｃの接地反力
の検出を行う右前接地反力検出器３１ｃと、右後ジャッ
キ１６ｄの接地反力の検出を行う右後接地反力検出器３
１ｄとからなる。

【００２２】なお、各接地反力検出器３１ａ〜３１ｄ
は、各ジャッキ１６ａ〜１６ｄが単に接地しているか否
かの検出（リミットスイッチのオン・オフ等による検
出）ではなく、ロードセル等を用いることにより、接地
反力の変化を検出することができるようになっている。

【００２３】そして、ジャッキインターロックシステム
においては、各接地反力検出器３１ａ〜３１ｄの検出値
や、ブーム格納検出器３７からの検出信号に基づいて制
御される。また、モーメント作動規制システムにおいて
は、各検出器３２〜３５からの検出値に基づいてモーメ
ント算出器３２によって転倒モーメントを算出し、この
転倒モーメントが予め定められたモーメントより大きく
ならないように制御される。

【００２４】そして、このようなシステムが設けられた
高所作業車１においては、垂直ポスト１４の上端に仮支
持装置２が取り付けられる。仮支持装置２は、垂直ポス
ト１４に取り付けられた支柱２１と、この支柱２１に支
持されてウインチとしても使用されるアーム支持部材２
２と、このアーム支持部材２２に対して伸縮自在に支持
されている昇降アーム２３と、この昇降アーム２３の上
端部に水平方向に伸びて配設された支持アーム２４と、
この支持アーム２４の上面に並んで電線Ｄの数に応じて
配設された電線支持具２５とから構成されている。

【００２５】このように構成された仮支持装置２を用い
て、碍子の交換作業を行う場合には、まず、旋回台１２
の旋回作動、ブーム１３の起伏・伸縮作動を通じて仮支
持装置２を支持する電線Ｄの近傍に移動させる。そし
て、電線支持具２５によって各電線Ｄを支持した後、電
柱に取り付けられている碍子から電線Ｄを外して碍子の
交換作業を行う。

【００２６】このように碍子から電線Ｄを外した状態に
おいては、電線Ｄは仮支持装置２０によって支持されて
いるわけであるが、前記のように電線Ｄがカーブしてい
る場合や、電線Ｄを水平方向に移動させた場合には、仮
支持装置２に横方向の力が作用する。このため、高所作
業車１においては、この横方向の力の大きさを検出す
る、ブームの横方向力算出装置（以下、「横力算出装
置」と称する）が設けられている。そして、この横力算
出装置によって算出された算出結果に基づいてブーム１
３の作動規制を行うことにより横力作動規制システムを
構成する。

【００２７】横力算出装置は、図２に示すように、前記
の各検出器３１〜３７と、これらの検出器３１〜３７の
検出結果を演算する演算器４０とから構成されている。
演算器４０は、格納反力記憶器４１と、反力変化量算出
器４２と、横方向力算出器４３とから構成されている。
格納反力記憶器４１は、ブーム受け１７にブーム１３が
格納されていることがブーム格納検出器３７によって検
出されている状態（ブーム受け１７からブーム１３を持
ち上げたとき、すなわち、アウトリガジャッキ１６の接
地が完了している状態）の各接地反力検出器３１ａ〜３
１ｄの検出値を記憶しておく。

【００２８】反力変化量算出器４２は、各検出器３３，
３４，３５によって検出されたブーム１３の旋回角、伸
縮量、起伏角と、作業台荷重検出器３６によって検出さ
れた作業台１５の積載荷重とから、モーメント算出器３
２によって算出された転倒モーメント（ブーム１３によ
り車体１１に作用するモーメント）に基づいて、そのブ
ーム１３の状態での各ジャッキ１６ａ〜１６ｄにおける
ジャッキ反力の変化量を算出する。

【００２９】すなわち、車体１１に作用する転倒モーメ
ントの大きさおよび、車体１１に対して転倒モーメント
が作用する方向と、予め各ジャッキ１６ａ〜１６ｄに作
用する接地反力との関係（転倒モーメントと接地反力と
のマップ）を予め求めておき、このマップに基づいて、
モーメント算出器３２によって算出されたモーメントの
変化分から各ジャッキ１６ａ〜１６ｄにおける各々の接
地反力の変化量を求める。

【００３０】そして、横方向力算出器４３は、まず、ブ
ーム１３がブーム受け１７上に載置されていない状態
（ブーム１３を用いて高所作業を行っている状態）にお
ける、実際の各接地反力検出器３１ａ〜３１ｄの検出値
（実接地反力）から、格納反力記憶器４１に記憶された
各接地反力検出器３１ａ〜３１ｄの検出値および反力変
化量算出器４２によって算出された各ジャッキ１６ａ〜
１６ｄのジャッキ反力の変化量を差し引いて反力差を算
出する。

【００３１】ここで、ブーム１３に横方向の荷重が作用
していなければ、各ジャッキ１６ａ〜１６ｄにおける格
納反力記憶器４１の記憶値と、反力変化量算出器４２の
算出値である変化量との合計値は実接地反力と等しくな
り、反力差は零となる。しかしながら、横方向の力が作
用していると、力の大きさおよび力が作用する方向に応
じて各ジャッキ１６ａ〜１６ｄの反力（実接地反力）が
大きくなったり小さくなったりするため、各ジャッキ１
６ａ〜１６ｄにおいて反力差を生じる。

【００３２】このため、横方向力算出器４３において
も、前記と同様に予め求めておいた転倒モーメントと接
地反力とのマップから、算出された各ジャッキ１６ａ〜
１６ｄにおける反力差に基づき、各検出器３３，３４，
３５によって検出されたブーム１３の旋回角、伸縮量、
起伏角と、作業台荷重検出器３６によって検出された作
業台１５の積載荷重とを参酌して（いわゆる「逆に解
く」ことにより）、仮支持装置２を介してブーム１３に
作用する横方向の力である電線Ｄの反力を算出すること
ができる。

【００３３】そして、横方向力算出器４３において算出
された算出結果は、警報手段５０に送信される。警報手
段５０においては、算出結果が予め定められた値以上で
ある場合（横方向力が予め定められた力より大きくなっ
た場合）には、警報器５１によって警報ランプや警報ブ
ザーによる警報作動を行ったり、あるいはブーム作動規
制装置５２によって、操作装置（図示せず）の操作の如
何に拘らずブーム１３の作動を規制したりして作業者に
注意を喚起する。

【００３４】これにより、作業者は、ブーム１３に悪影
響を与えるような負荷を加えるブーム１３の作動を行っ
たり、車体１１が不安定になるようなブーム１３の作動
を行ったりすることなく、広範囲にブーム１３を移動さ
せて効率よく高所作業を行うことができる。

【００３５】さらに、このように構成された横力作動規
制システムは、既存のジャッキインターロックシステム
および、モーメント作動規制システムにおいて用いられ
ている各検出器３１〜３７および警報手段５０を用いる
ことができるため、簡単に、且つ、安価に構成すること
ができる。

【００３６】なお、上記の実施形態においては、モーメ
ント算出器３２におけるモーメントの算出を、ブーム旋
回角検出器３３、ブーム伸縮量検出器３４、ブーム起伏
角検出器３５および作業台荷重検出器３６によって検出
された作業台１５の積載荷重に基づいて行うこととして
いるが、ブーム旋回角検出器３３および、起伏シリンダ
１８の軸力を検出することによりモーメントの算出行う
ように構成してもよい。また、ブーム１３の昇降移動位
置の検出を、ジャイロ等の他の検出手段を用いて行うよ
うにしてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明のブームの横方向
力算出装置は、ブームが格納位置にあるときの各ジャッ
キの接地反力と、ブームが格納位置から作業位置に移動
したときの車体に作用するモーメントの変化分に基づい
て変化する各ジャッキの接地反力の変化量とを加えた値
を、ブームが作業位置に移動したときの各ジャッキの接
地反力から減じることにより反力差を求め、この、反力
差からブームに作用する横方向力を算出するように構成
されている。

【００３８】これにより、直接横方向の力を検出する検
出器を設けることなく、高所作業車やクレーン車等にお
ける作業時にブームに作用する横方向の力を簡単に算出
することができる。このため、この算出結果に基づいて
ブームの作動制御を行えば、ブームに過負荷が作用する
ようなブーム作動や、車体が不安定になるようなブーム
作動を行うことを防止することができる。

【００３９】なお、上記のブームの横方向力算出装置に
おいては、モーメント算出手段を、ブームの昇降移動位
置およびブームに作用する鉛直方向の荷重からモーメン
トを算出するように構成したり、ブームを車体に対して
旋回および起伏自在な構成とした場合には、モーメント
算出手段を、ブームの起伏作動を行わせる起伏シリンダ
に作用する軸力およびブームの旋回角からモーメントを
算出するように構成することが好ましい。

【００４０】このような構成とすることにより、高所作
業車やクレーン車等に従来から設けられている検出器を
そのまま用いることができるため、ブームの横方向力算
出装置をより簡単で安価に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブームの横方向力算出装置を備え
た高所作業車の斜視図である。

【図２】上記ブームの横方向力算出装置のブロック図で
ある。

【図３】碍子交換作業を行っている状態を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１ 高所作業車 ２ 仮支持装置 １３ ブーム １５ 作業台 １６ アウトリガジャッキ Ｄ 電線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 彰彦 埼玉県上尾市大字領家字山下1152番地の10 株式会社アイチコーポレーション上尾工 場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体上に配設され、格納位置から作業位
   置への昇降移動が自在なブームと、前記車体の前後左右
   に設けられ、接地状態で前記車体を支持する複数のジャ
   ッキと、これら複数のジャッキのそれぞれの接地反力を
   検出する接地反力検出手段と、前記ブームにより前記車
   体に作用するモーメントを算出するモーメント算出手段
   と、前記ブームに作用する横方向の力を算出する演算器
   とからなるブームの横方向力算出装置であって、 前記演算器が、 前記ブームが前記格納位置にあるときの前記接地反力検
   出手段における検出値を記憶する格納反力記憶器と、 前記ブームが前記格納位置から作業位置に移動したとき
   の前記車体に作用する前記モーメントの変化分に基づい
   て各複数のジャッキのそれぞれの接地反力の変化量を算
   出する反力変化量算出器と、 前記ブームが作業位置に移動したときの前記接地反力検
   出手段の検出値と、前記格納反力記憶器に記憶された記
   憶値および前記反力変化量算出器によって算出された変
   化量とから得られた反力差に基づいて前記ブームに作用
   する横方向力の算出を行う横方向力算出器とからなるこ
   とを特徴とするブームの横方向力算出装置。
2. 【請求項２】 前記モーメント算出手段が、前記ブーム
   の昇降移動位置および前記ブームに作用する鉛直方向の
   荷重から前記モーメントを算出することを特徴とする請
   求項１に記載のブームの横方向力算出装置。
3. 【請求項３】 前記ブームが、前記車体上に旋回、起伏
   自在に配設され、 前記モーメント算出手段が、前記ブームの起伏作動を行
   わせる起伏シリンダに作用する軸力および前記ブームの
   旋回角から前記モーメントを算出することを特徴とする
   請求項１に記載のブームの横方向力算出装置。