JPH1179695A - ブームを備えた作業車における作業範囲規制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アウトリガーの張り出し状態及びブームの作動
状況に応じて細かく作業範囲を適正範囲に制御でき、最
大の作業範囲を確保することができるブームを備えた作
業車の作業範囲規制装置を提供する。 【解決手段】車体２上にブーム３が旋回、起伏及び伸長
自在に搭載されるとともに、車体２の前後左右に４基の
アウトリガー５が設けられ、これらアウトリガー５によ
り車体２を支持するように構成されたブームを備えた作
業車において、隣接するアウトリガー５の支持点を結ぶ
４本の転倒支線〜を基準にして、ブーム３の任意の
旋回位置における作業範囲を規制するように構成されて
いる。４本の転倒支線〜を基準にした際の車体側重
心及びブーム側重心にそれぞれ作用する重量ｍ１、ｍ２
に基づいて、ブーム３の任意の旋回位置における安定側
モーメントと転倒側モーメントとを演算し、この演算結
果から作業範囲を規制するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブームを備えた作
業車において、ブームの作業範囲を規制する作業範囲規
制装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブームを備えた作業車における作
業範囲規制装置としては、特開平９−２０５００号公報
記載のものに見られるように、車体を支持するアウトリ
ガーの張り出し長さに基づいてブームの作業領域及び各
作業領域毎のブームの作業範囲を設定し、ブームの旋
回、起伏及び伸長長さを検出する各検出手段の検出信号
に基づいてブームの作業範囲を規制して当該作業範囲を
適正範囲に制御するように構成した高所作業車等のブー
ム搭載車が提供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のブーム搭載車による作業範囲の規制は、ブームの旋
回中心とアウトリガーの接地点とを結ぶ線によって区分
される前方領域、左右の側方領域及び後方領域の４つの
領域に区分し、現在、ブームが区分したどの領域にある
かを判別してこの作業領域に応じた作業範囲を設定して
いる。このため、ブームが位置する一の作業領域におい
ては、同じ作業範囲が一義的に設定されることになる。

【０００４】つまり、同じ作業領域においては、安全
上、ブームの転倒の危険が高い旋回位置を基準にして設
定するため、同じ作業領域でもブームの旋回位置によっ
ては、設定された作業範囲よりも広い作業範囲で作業が
可能な場合も生じるものの、この範囲も規制の対象とな
り、十分に広い作業範囲を得ることができないという問
題があった。

【０００５】また、アウトリガーが車輌の前後で張り出
し量が異なる場合には、張り出し量の短い方のアウトリ
ガーを基準にして作業領域及びその作業領域に応じた作
業範囲を設定しているため、上述と同様に十分に広い作
業範囲を得ることができないという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
ブームを備えた作業車における作業範囲規制装置は、車
体上にブームが旋回、起伏及び伸長自在に搭載されると
ともに、車体の前後左右に少なくとも４基のアウトリガ
ーが設けられ、これらアウトリガーにより車体を支持す
るように構成されたブームを備えた作業車において、前
記隣接するアウトリガーの支持点を結ぶ少なくとも４本
の転倒支線を基準にして、ブームの任意の旋回位置にお
ける作業範囲を規制するように構成されたものである。

【０００７】本発明の請求項２記載のブームを備えた作
業車における作業範囲規制装置は、前記少なくとも４本
の転倒支線を基準にした際の車体側重心及びブーム側重
心にそれぞれ作用する重量に基づいて、ブームの任意の
旋回位置における安定側モーメントと転倒側モーメント
とを演算し、この演算結果から作業範囲を規制するよう
に構成されたものである。

【０００８】本発明の請求項３記載のブームを備えた作
業車における作業範囲規制装置は、前記ブームの旋回角
度を検出する旋回角検出手段、ブームの伸長長さを検出
するブーム長検出手段、ブームの起伏角度を検出する起
伏角検出手段、前記アウトリガーの張出長さを検出する
張出長検出手段、作業台に作用する荷重を検出する荷重
検出手段を備え、これら検出結果に基づいて、前記転倒
支線と、車体側重心及びブーム側重心にそれぞれ作用す
る重量とが算出され、作業範囲を規制するように構成さ
れたものである。

【０００９】本発明の請求項４記載のブームを備えた作
業車における作業範囲規制装置は、前記旋回角検出手段
の検出結果に基づいて、基準となる２本の転倒支線を選
択するように構成されたものである。

【００１０】本発明の請求項５記載のブームを備えた作
業車における作業範囲規制装置は、前記各アウトリガー
は、張り出し量がそれぞれ異なるように張り出し配置可
能に構成され、各張出長検出手段からの各検出信号に基
づいて前記４本の転倒支線が算出されるように構成され
たものである。

【００１１】本発明の請求項６記載のブームを備えた作
業車における作業範囲規制装置は、前記作業範囲は、ブ
ーム３の強度を考慮して設定されたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１３】図１は、高所作業車の概略の構成を示して
いる。図において、１は車体２上に搭載された旋回ポス
トで、この旋回ポスト１は図示しない旋回モータによっ
て水平旋回自在に構成されている。

【００１４】旋回ポスト１の上端部には、ブーム３の基
端部が枢支されている。ブーム３は、多段伸縮式であっ
て、内蔵された図示しない伸縮シリンダによって伸縮自
在に構成されている。

【００１５】ブーム３の基端部側と旋回ポスト１との間
には起伏シリンダ３１が連結され、起伏シリンダ３１の
伸縮動作によりブーム３が起伏自在に構成されている。

【００１６】ブーム３の先端部には、作業台４が設けら
れている。作業台４は、前述したブーム３の旋回、起伏
及び伸縮動作によってこの作業台４に搭乗した作業者を
所望の高所に移送するものである。この作業台４とブー
ム３の先端部との間には図示しない水平保持シリンダが
介装されており、水平保持シリンダによりブームの起伏
動作に係わらず作業台４を水平に保持するように構成さ
れている。

【００１７】また、車体２の左右前後には、アウトリガ
ー５がそれぞれ設けられている。各アウトリガー５は、
図示しない張り出しシリンダにより車体２の側方に張り
出し自在に構成されており、各先端に設けられたジャッ
キ６が下方に伸長することで、車体２を安定的に支持す
るように構成されている。

【００１８】このように構成された高所作業車は、高所
作業にあたって、まず前後左右のアウトリガー５をそれ
ぞれ側方に張りさせてジャッキ６を接地させ、車体２を
安定的に支持する。この状態で、ブーム３を旋回、起伏
及び伸縮させて作業台４を所望の高所に配置し、当該高
所作業を行う。

【００１９】高所作業時において、ブーム３の作動によ
る作業台４の移動は、作業範囲規制装置によって、高所
作業車が転倒しないようにその作業範囲が制御されてい
る。作業範囲規制装置は、隣接するアウトリガー５が車
体を支持する支持点、つまりアウトリガー５のジャッキ
６の中心点を結ぶ４本の転倒支線を基準にした際の車体
側重心及びブーム側重心に作用する各重量に基づいて、
ブーム３の任意の旋回位置における作業範囲を規制する
ように構成されたものである。

【００２０】以下、この作業範囲規制装置について詳細
する。高所作業車には、ブーム３の旋回角度を検出する
旋回角検出手段と、ブーム３の伸長長さを検出するブー
ム長検出手段と、ブーム３の起伏角度を検出する起伏角
検出手段と、各アウトリガー５の張出長さを検出する張
出長検出手段と、作業台４に搭載される積荷等によりこ
の作業台４に作用する荷重を検出する荷重検出手段とが
設けられている。

【００２１】具体的には、旋回角検出手段、ブーム長検
出手段及び起伏角検出手段としては、エンコーダ、ポテ
ンショメータやリミットスイッチ等の適宜なものが使用
されている。

【００２２】張出長検出手段としては、アウトリガー５
の張り出し長さを連続的に検出するポテンショメータ
や、アウトリガー５の張り出し長さを段階的に検出する
複数のリミットスイッチなどが使用される。

【００２３】荷重検出手段としては、ロードセルや、ブ
ーム３の起伏シリンダ３１に作用する負荷を検出する負
荷検出器などが使用される。

【００２４】そして、上記各張出長検出手段で検出され
た各アウトリガー５の張り出し長さは、図示しない制御
部に入力され、当該制御部によって転倒支線が算出され
る。つまり、各アウトリガー５の張り出し長さから隣合
うアウトリガー５のジャッキ６の中心点を結んだライン
を算出する。従って、本実施の形態のようにアウトリガ
ー５が前後左右に４基設けられたものでは、図３に示す
ように４本の転倒支線〜を算出することになる。

【００２５】また、制御部には、前記各張出長検出手段
からの検出信号の他に、前述した旋回角検出手段、ブー
ム長検出手段、起伏角検出手段及び荷重検出手段からの
各検出信号が入力されており、これら各検出信号に基づ
いて後述する高所作業時の安定度を計算する。

【００２６】この安定度の計算は、図２に示すように、
安定側と転倒側との重量重心位置に作用する重量を求め
るとともに、これら重量重心位置から転倒支線までの最
小距離を求め、これに基づいて以下のように行う。

【００２７】前記安定側の重量重心位置は車体２の重量
重心位置であり、転倒側の重量重心位置は作業台４を含
むブーム３側の重量重心位置である。

【００２８】そして、車体２の重量重心位置に作用する
重量をｍ１、ブーム３側の重量重心位置にかかる重量を
ｍ２、車体２の重量重心位置と転倒支線との最小距離を
ｌ１、ブーム３側の重量重心位置と転倒支線との最小距
離をｌ２とすると、安定側モーメントＭ１及び転倒側モ
ーメントＭ２は以下のようになる。 Ｍ１＝ｍ１・ｌ１ Ｍ２＝ｍ２・ｌ２ そして、Ｍ２≦Ｍ１／Ｓとなるように、ｌ２やｍ２を規
制する。ｌ２やｍ２の規制は、ブーム３の起伏角度、ブ
ーム３の伸長長さ、作業台４の積載荷重などを規制する
ことで行われる。なお、Ｓは安全率であり、例えば１．
３程度に設定される。

【００２９】以上の安定度計算を、４本ある転倒支線
〜を基準としてそれぞれ行い、その内のどれか一つの
計算結果が危険であれば、ブームの動作を規制する。

【００３０】この様に、安定度の計算は４本の全ての転
倒支線を基準にして行っても良いが、４本全ての転倒支
線について計算するには計算量が多くなり効率的でない
ことから、図３に示すようにブーム３の旋回中心を中心
としてＡ〜Ｄの４つに区画し、ブーム３がこれら４つの
区画Ａ〜Ｄのどの区画に位置するかに基づいて転倒にか
かわる２本の転倒支線を選択する。

【００３１】つまり、ブーム３が区画Ａに位置する場合
には転倒支線、が、ブーム３が区画Ｂに位置する場
合には転倒支線、が、ブーム３が区画Ｃに位置する
場合には転倒支線、が、ブーム３が区画Ｄに位置す
る場合には転倒支線、が基準となるように選択され
ている。

【００３２】そして、このように選択した２本の転倒支
線を基準にして安定度を計算し、これら２つの計算結果
のうち危険な方を対象にしてブームの作動を規制する。

【００３３】例えば、ブーム３の旋回位置が図３に示す
ように区画Ａにあり、４基のアウトリガー５のうち図３
において後方右側のアウトリガー５が他のアウトリガー
５よりも長く張り出している場合には、転倒支線と
とを基準として上述した２つの安定度を計算し、危険な
方を対象にしてブームの作動を規制する。

【００３４】また、ブーム３の旋回位置が図４に示すよ
うに区画Ｄにあり、４基のアウトリガー５のうち図３に
おいて前方左側と後方右側のアウトリガー５が短く、前
方右側と後方左側のアウトリガー５が長く張り出してい
る場合には、転倒支線ととを基準として上述した２
つの安定度を計算し、危険な方を対象にしてブームの作
動を規制する。

【００３５】図５は、上述した作業範囲規制装置による
制御の手順を示すフローチャートである。

【００３６】高所作業を行うにあたり、まずアウトリガ
ー５を側方に張り出し配置してジャッキ６を接地させ、
車体２を安定的に支持する。この際、各アウトリガー５
の張り出し量が張出長検出手段によって検出され（ステ
ップＳ１）、この状態での転倒支線が算出される（ステ
ップＳ２）。

【００３７】ステップＳ３では、上述のようにして算出
された各転倒支線を基準とする安定側モーメントをそれ
ぞれ演算する。

【００３８】次に、ブーム３を旋回、起伏及び伸縮させ
て作業台４を高所に移動させる高所作業が始まると、各
検出手段から各検出信号が制御部に入力される（ステッ
プＳ４）。

【００３９】制御部では、旋回角検出手段から入力され
るブーム３の旋回角検出信号に基づいて前述した基準と
なる２本の転倒支線を選択し、これら２本の転倒支線の
うちまず一方の転倒支線を基準にして前述した転倒側モ
ーメントを演算する（ステップＳ６）。例えば、図３の
場合では、まず、転倒支線を基準にして転倒側モーメ
ントを演算する。

【００４０】そして、ステップＳ７で上記転倒側モーメ
ントとステップＳ２で演算された上記一方の転倒支線を
基準とする安定側モーメントとから安定度を計算し、安
全か否かを判断する。

【００４１】この結果、転倒の危険があればステップＳ
１０に進みブーム３の作動を停止する。

【００４２】また、転倒の危険がなく安全であればステ
ップＳ８に進んで選択した２本の転倒支線のうち他方の
転倒支線を基準にして転倒側モーメントを同様に演算し
（例えば、図３の場合では転倒支線を基準にして転倒
側モーメントを演算する。）、ステップＳ９においてス
テップＳ７と同様に安全か否かを判断し、転倒の危険が
あればステップＳ１０に進みブーム３の作動を停止し、
安全であればステップＳ４に戻って作業を継続する。

【００４３】この際、ブーム３の旋回角度が変化すれ
ば、この旋回角度に応じた２本の転倒支線がステップＳ
５で選択されることになり、基準になる２本の転倒支線
がブーム３の旋回角度の変化に応じて随時変更される。

【００４４】このように本発明の主要部をなす作業範囲
規制装置では、各検出手段からの検出信号によりリアル
タイムに作業範囲を規制し、従来のように一義的に作業
範囲を規制するのではなく、ブーム３の作動状況に応じ
て細かく作業範囲を適正範囲に制御しているため、最大
の作業範囲を確保することができ、しかも安全性を損な
うことがない。

【００４５】この結果、図６に太い実線で示すような作
業範囲を得ることができる。図６は、４基のアウトリガ
ー５が共に最大まで張り出した際の作業範囲を示してい
る。なお、図６に破線で示す範囲は従来の作業範囲規制
装置による作業範囲を示し、これによって本発明による
作業範囲規制装置では従来のものからさらに斜線で示す
部分の作業範囲を広く確保できる。

【００４６】また、各アウトリガー５の張り出し量に応
じて転倒支線が算出され、この算出された転倒支線に基
づいてブーム３の作業範囲が規制されるため、各アウト
リガー５の張り出し量が異なる場合においても、その実
際のアウトリガー５の張り出し状態における最も広い作
業範囲を確保することができる。

【００４７】なお、このようにして算出される作業範囲
は、現実には二点鎖線で示すように上記の作業範囲より
も広いのであるが、この算出される作業範囲はブーム３
の強度的な面を考慮しないで算出されたもので、実際に
はブーム３の強度を考慮して作業範囲の四隅（一点鎖線
参照）をカットした部分が作業範囲となる。即ち、カッ
トされた部分はブーム３の強度を無視すれば安全範囲で
あり、ブーム３の強度的な面が解決されれば、このカッ
トした部分も作業範囲とすることができる。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、隣
接するアウトリガーの支持点を結ぶ少なくとも４本の転
倒支線を基準にして、ブームの任意の旋回位置における
作業範囲を規制することで、従来のように一義的に作業
範囲を規制するのではなく、ブームの作動状況に応じて
細かく作業範囲を適正範囲に制御でき、これにより最大
の作業範囲を確保することができ、しかも安全性を損な
うことがない。

【００４９】また、各アウトリガーの張り出し量に応じ
て転倒支線が算出され、この算出された転倒支線に基づ
いてブームの作業範囲が規制されるため、各アウトリガ
ーの張り出し量が異なる場合においても、その実際のア
ウトリガーの張り出し状態における最も広い作業範囲を
確保することができる。

【００５０】さらに、旋回角検出手段の検出結果に基づ
いて、基準となる２本の転倒支線を選択することで、安
定度の計算の簡略化を図ることができ、作業範囲を迅速
に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブームを備えた作業車としての高所作業車の概
略の全体構成を示す側面図である。

【図２】作業範囲規制装置による制御内容を説明するた
めの図である。

【図３】作業範囲規制装置による制御内容を説明するた
めの図である。

【図４】作業範囲規制装置による制御内容を説明するた
めの図である。

【図５】作業範囲規制装置による制御の手順を示すフロ
ーチャート図である。

【図６】作業範囲を示す図である。

【符号の説明】

１ 旋回ポスト ２ 車体 ３ ブーム ４ 作業台 ５ アウトリガー ６ ジャッキ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体上にブームが旋回、起伏及び伸長自
   在に搭載されるとともに、車体の前後左右に少なくとも
   ４基のアウトリガーが設けられ、これらアウトリガーに
   より車体を支持するように構成されたブームを備えた作
   業車において、 前記隣接するアウトリガーの支持点を結ぶ少なくとも４
   本の転倒支線を基準にして、ブームの任意の旋回位置に
   おける作業範囲を規制するように構成されたことを特徴
   とするブームを備えた作業車における作業範囲規制装
   置。
2. 【請求項２】 前記少なくとも４本の転倒支線を基準に
   した際の車体側重心及びブーム側重心にそれぞれ作用す
   る重量に基づいて、ブームの任意の旋回位置における安
   定側モーメントと転倒側モーメントとを演算し、この演
   算結果から作業範囲を規制するように構成されたことを
   特徴とする請求項１記載のブームを備えた作業車におけ
   る作業範囲規制装置。
3. 【請求項３】 前記ブームの旋回角度を検出する旋回角
   検出手段、ブームの伸長長さを検出するブーム長検出手
   段、ブームの起伏角度を検出する起伏角検出手段、前記
   アウトリガーの張出長さを検出する張出長検出手段、作
   業台に作用する荷重を検出する荷重検出手段を備え、こ
   れら検出結果に基づいて、前記転倒支線と、車体側重心
   及びブーム側重心にそれぞれ作用する重量とが算出さ
   れ、作業範囲を規制するように構成された請求項２記載
   のブームを備えた作業車における作業範囲規制装置。
4. 【請求項４】 前記旋回角検出手段の検出結果に基づい
   て、基準となる２本の転倒支線を選択するように構成さ
   れた請求項３記載のブームを備えた作業車における作業
   範囲規制装置。
5. 【請求項５】 前記各アウトリガーは、張り出し量がそ
   れぞれ異なるように張り出し配置可能に構成され、各張
   出長検出手段からの各検出信号に基づいて前記４本の転
   倒支線が算出されるように構成された請求項２、３又は
   ４記載のブームを備えた作業車における作業範囲規制装
   置。
6. 【請求項６】 前記作業範囲は、ブーム３の強度を考慮
   して設定された請求項１、２、３、４又は５記載のブー
   ムを備えた作業車における作業範囲規制装置。