JPS5935840B2 - 屈折式ブ−ム装置を備えた高所作業車の作業台自動平衡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数段の屈折式ブーム装置の先端部に作業台
を取り付けた高所作業車において、ブーム装置の屈折、
起伏動作に対応して作業台のブーム装置に対する相対角
度を変動させ、ブーム装置の屈折、起伏角度の大きさに
関係なく作業台を自動的に水平に保持するようにした、
高所作業車の作業台自動平衡装置に関するものである。

高所作業車の作業台は、作業員がそれに搭乗して各種の
作業を行うとともに、その作業に必要な各種の作業道具
を積載しておくものであるから、常に水平に保持する必
要がある。

ところで、屈折式ブーム装置を備えた高所作業車では、
ブーム装置が起伏されるとともにその途中の屈折部の屈
折角度が変更され、しかも、一般にこれらの作動が互い
に独立して行われるので、作業台を水平に保持するため
には、ブーム装置の起伏角度と屈折角度の両方に関連さ
そて作業台の相対角度を変動させなければならない。

したがって、このような高所作業車の作業台を自動的に
水平に保持する作業台自動平衡装置は、正確な作動を行
わせることが困難で、また、構造も複雑となり、作動の
円滑さを欠くものとなりがちである。

一例えば、従来の屈折式ブーム装置を備えた高
所作業車の作業台自動平衡装置として、先部ブームと作
業台との枢着部に作業台に固定したスプロケットホイー
ルを取り付けるとともに、先部ブームと次段ブームとの
枢着部、次段ブームと更に次の段のブームとの枢着部、
・・・にそれぞれ回転可能にスプロケットホイールを取
り付け、基部ブームと車体上の支柱との枢着部に支柱に
固定したスプロケットホイールを取り付けて、これらの
スプロケットホイールに順次無端状のチェーンを巻き掛
けたものがある。

このようなものでは、各ブームの全長にわたってチェー
ンを掛は回すのでチェーンがたるんでしまい、作業台を
確実に水平に保持することができないという欠点がある
。

また、このようなものは、伸縮式ブームを備えた屈折式
ブーム装置には適用することができない。

また、基部ブームと平行リンクをなす連結棒を用い、こ
の連結棒と先部ブームとの間に油圧シリンダを設けて、
この油圧シリンダにより先部ブームが車体との間でなす
角度、すなわち水平面に対してなす角度に比例する量の
作動油を先部ブームと作業台との間に設けた作動用油圧
シリンダに供給して、作業台を水平に保持するようにし
たものも考えられている（例えば、実公昭４６−１３１
６２号）。

このようなものは確実な作動を行わせることができ、安
心した作業台自動平衡装置を得ることができるが、その
反面、各油圧シリンダの両端部と、作業台と先部ブーム
との枢着部及び先部ブームと基部ブームとの枢着部とに
より形成される二つの三角形が常に相似形となるように
する必要があり、油圧シリンダの取付位置に正確さを要
求されるという問題がある。

また、このようなものを屈折部が複数個あるような多段
屈折式ブーム装置に適用するためには、各ブームと平行
リンクをなす複数本の連結棒を設けることが必要となり
、構造が極めて複雑になるとともにブーム装置全体の重
量が増大する。

複数個の屈折部に油圧シリンダを設け、ブーム装置の屈
折に伴い各油圧シリンダから供給される作動油を作業台
作動用油圧シリンダに導くようにすることも考えられる
が、屈折部の屈折角度と油圧シリンダの伸縮長さとは正
比例はしていないので、これによって作業台の水平保持
を図ることはほとんど不可能である。

以上にかんがみ、本発明は、複数段の屈折式ブーム装置
の起伏、屈折動作に正確に連動して、作業台を確実に水
平に保持できる屈折式ブーム装置を備えた高所作業車の
作業台自動平衡装置を提供することを主な目的さするも
のである。

本発明の他の目的は、機器や部品の取り付は位置の許容
範囲が比較的広い屈折式ブーム装置を備えた高所作業車
の作業台自動平衡装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、伸縮式ブームを有する屈折式
ブーム装置あるいは屈折部を複数個有する多段屈折式ブ
ーム装置を備えたものにも容易に適用できる、高所作業
車の作業台自動平衡装置を提供することである。

本発明によれば、屈折式ブーム装置の起伏及び屈折動作
に連動して、その起伏角度及び屈折角度に正比例した距
離だけ直線運動する巻き掛は伝動装置をそれぞれ設け、
その直線運動によって各検出用油圧シリンダを伸縮させ
るようにし、その油圧シリンダの伸縮によって作業台作
動用油圧シリンダに作動油を供給あるいは排出させてこ
の油圧シリンダを伸縮作動させ、その伸縮作動距離に正
比例する角度だけ作業台をブーム装置に対して回動させ
ることによって、作業台を常に水平に保持する高所作業
車の作業台自動平衡装置が得られる。

以下、図面に従って本発明の詳細な説明すると、第１図
には、２段の屈折式ブーム装置１を備えた高所作業車が
示されている。

屈折式ブーム装置１は先部ブーム２と基部ブーム３とを
有し、これら先部ブーム２と基部ブーム３とは、先部ブ
ーム２に固着され基部ブーム３に回転自在に支持された
枢着軸４によって枢着されている。

先部ブーム２と基部ブーム３との間には屈折用油圧式シ
リンダ５が連結されており、この油圧シリンダ５の伸縮
により屈折式ブーム装置１が屈折動作をするようになっ
ている。

高所作業車の車体６には旋回台７が設けられ、この旋回
台７上に支柱８が立設されている。

基部ブーム３は、基部ブーム３に固着され支柱８に回転
自在に支持された枢着軸９によって支柱８に枢着されて
おり、基部ブーム３と支柱８との間に連結された起伏用
油圧シリンダ１０の伸縮によって屈折式ブーム装置１が
起伏動作をするようになっている。

先部ブーム２の先端部には、作業台１１に固着され先部
ブーム２に回転自在に支持された枢着軸１２によって、
作業台１１が枢着されている。

先部ブーム２と基部ブーム３との枢着部には、屈折角度
検出装置１３が設けられている。

この屈折角度検出装置１３は、枢着軸４に固着されたス
プロケットホイール１４、基部ブーム３に回転自在に支
持されたスプロケットホイール１５、及びこれらのスプ
ロケットホイール１４，１５に巻き掛けた無端状チェー
ン１６からなる巻き掛は伝動装置１７と、このチェーン
１６のスプロケットホイール１４，１５間の直線部分に
ピストンロッド１８の端部が固着され、シリンダ１９が
基部ブーム３に固定されている屈折角度検出用油圧シリ
ンダ２０とからなっている。

また、基部ブーム３と支柱８との枢着部にも、これと同
様な構成の起伏角度検出装置２１が設けられている。

すなわち、枢着軸９に固着されたスプロケットホイール
２２と支柱８に回転自在に支持されたスプロケットホイ
ール２３とに無端状チェーン２４が巻き掛けられて、巻
き掛は伝動装置２５が構成され、このチェーン２４の直
線部には起伏角度検出用油圧シリンダ２６のピストンロ
ッド２７の端部が固着され、そのシリンダ部２８は支柱
８又は旋回台７に固定されている。

一方、先部ブーム２と作業台１１との枢着部には、先部
ブーム２に対する作業台１１の相対角度を変動させる作
業台作動装置２９が設けられている。

この作動装置２９も、屈折角度検出装置１３あるいは起
伏角度検出装置２１と同様な構成で、巻き掛は伝動装置
３０と作動用油圧シリンダ３１とを有している。

巻き掛は伝動装置３０の一方のスプロケットホイール３
２は枢着軸１２に固着され、他方のスプロケットホイー
ル３３は先部ブーム２に回転自在に支持されていて、こ
れらのスプロケットホイール３２．３３に無端状チェー
ン３４が巻き掛けられている。

作動用油圧シリンダ３１のピストンロッド３５の端部は
、このチェーン３４の直線部に固着されており、シリン
ダ部３６は先部ブーム２に固定されている。

また、この実施例では、各枢着軸４，９，１２に固着さ
れたスプロケットホイール１４，２２゜３２は同径とし
、各油圧シリンダ２０ 、２６ 、３１のシリンダ内径
及びピストンロッド１８，２７゜３５外径はそれぞれ同
一とされている。

残りのスプロケットホイール１５ 、２３ 、３３の径
は任意のものでよいが、図では便宜上すべて同径とした
ものが示されている。

更に、第２図から明らかなように、この実施例では、屈
折角度検出用油圧シリンダ２０及び起伏角度検出用油圧
シリンダ２６は、スプロケットホイール１４，２２が例
えば時計方向に回動するときチェーン１６，２４により
一方向に引っ張られていずれも伸長し、スプロケットホ
イール１４，２２が反時計方向に回動するときチェーン
１６．２４により他方向に引っ張られていずれも収縮す
るように取り付けられており、作業台作動用油圧シリン
ダ３１は、これが伸長するとき、チェーン３４を一方向
に引っ張って、スプロケットホイール３２を時計方向に
回動させ、収縮するときはチェーン３４を他方向に引っ
張って、スプロケットホイール３２を反時計方向に回動
させるように取り付けられている。

また、各油圧シリンダ２０，２６，３１のピストンロッ
ド１８．２７，３５側の室、すなわち先部室３７゜３８
．３９は油圧配管４０によって互いに連通しており、反
対側の基部室４１，４２．４３は油圧配管４４によって
互いに連通している。

かくして、いま、屈折式ブーム装置１が車体６上に収納
した状態にあり、先部ブニム２．基部ブーム３２作業台
１１がいずれも水平の状態にあるとする。

このとき、第２図に示すように、屈折角度検出用油圧シ
リンダ２０は最も伸長した状態にあり、起伏角度検出用
油圧シリンダ２６は最も収縮した状態にあるようにして
おく。

作業台作動用油圧シリンダ３１は、一般には最も収縮し
た状態にあるようにしておけばよいが、先部ブーム２の
先端部が先部ブーム２と基部ブーム３との枢着部より下
方になる恐れがある場合（例えば、屈折用油圧シリンダ
５が収縮されたままで起伏用油圧シリンダ１０が伸長さ
れる恐れがある場合）には、これを伸縮いずれも可能な
中間状態にしておく。

この状態から屈折用油圧シリンダ５を伸長させ、先部ブ
ーム２を上昇させると、先部ブーム２は枢着軸４を支点
として図で反時計方向に回動する。

スプロケットホイール１４は枢着軸４に固着され、この
枢着軸４は先部ブーム２に固着されているから、結局、
先部ブーム２が反時計方向に回動することにより、スプ
ロケットホイール１４は、基部ブーム３に対してそれと
同じ角度だけ同じ方向、すにわち第２図矢印で示す反時
計方向に回動することになる。

そこで、この回動角度、すなわち屈折式ブーム装置１の
屈折角度をαとし、スプロケットホイール１４の半径を
γとすると、この回動によりチェーン１６は長さγαだ
け反時計方向に回転運動をし、ピストンロッド１８を引
っ張って屈折角度検出用油圧シリンダ２０を長さγαだ
け収縮させる。

したがって、その基部室４１の断面積をＳとすると、こ
の油圧シリンダ２０の収縮によって、基部室４１から体
積γαＳの作動油が排出されることになる。

このとき、起伏用油圧シリンダ１０が固定されているた
めに起伏角度検出用油圧シリンダ２６も固定されている
ので、この体積γαＳの作動油はすべて作動用油圧シリ
ンダ３１の基部室４３に供給される。

それによって油圧シリンダ３１のピストン及びピストン
ロッド３５が押圧されて移動するが、油圧シリンダ３１
の内径は油圧シリンダ２０の内径に等しいので、その移
動距離はγαとなる。

ピストンロッド３５が距離γαだけ移動すると、それに
固着されているチェーン３４が同量だけ引っ張られ、ス
プロケットホイール３２を時計方向に回動させる。

スプロケットホイール３２の半径もγに等しいので、そ
の回動角度はαとなる。

スプロケットホイール３２は枢着軸１２に固着され、枢
着軸１２は作業台１１に固着されているので、スプロケ
ットホイール３２が時計方向に角度αだけ回動すると、
結局、作業台１１が先部ブーム２に対して相対的に時計
方向に角度αだけ回動することになる。

すなわち、先部ブーム２が反時計方向に角度αだけ回動
すると、作業台１１は時計方向に同角度回動するから、
作業台１１は当初の状態、すなわち水平状態を保持する
。

この状態から、次に起伏用シリンダ１０を伸長させ、基
部ブーム３を上昇させると、基部ブーム３は枢着軸９を
支点として図で時計方向に回動する。

基部ブーム３が回動すると、これに固着されている枢着
軸９及びスプロケットホイール２２が、支柱８に対して
相対的にそれと同じ角度で同じ方向、すなわち第２図の
矢印で示す時計方向に回動することになる。

この回動角度、すなわめ屈折式ブーム装置１の起伏角度
をβとすると、スプロケットホイール２２の半径もγに
等しいから、この回動によりチェーン２４は長さγβだ
け時計方向に回転運動をし、ピストンロッド２７に距離
γβの直線運動を生じさせ、起伏角度検出用油圧シリン
ダ２６を長さγβだけ伸長させる。

この油圧シリンダ２６の伸長によって、その先部室３８
から作動油が排出され、作動油圧シリンダ３１の先部室
３９に供給される。

それによって油圧シリンダ３１のピストン及びピストン
ロッド３５が図の左方に押圧されて移動するが、油圧シ
リンダ２６及び３１の内径及びピストンロッド２７．３
５の外径はそれぞれ等しいので、その移動距離はピスト
ンロッド２７の移動距離と等しいγβとなる。

ピストンロッド３５が距離γβだけ移動すると、それに
固着されているチェーン３４が同量だけ引っ張られ、ス
プロケットホイール３２を反時計方向に回動させる。

スプロケットホイール３２の半径はγであるから、その
回動角度はβとなる。

このスプロケットホイール３２の回動により、これに固
着されている作業台１１も反時計方向に角度βだけ回動
することになる。

したがって、基部ブーム３が時計方向に角度βだけ回動
すると、作業台１１は反時計方向に同角度回動するから
、作業台１１は当初の状態、すなわち水平状態に保持さ
れることになる。

屈折用油圧シリンダ５及び起伏用油圧シリンダ１０を同
時に伸長作動させた場合、先部ブーム２が基部ブーム３
に対して角度αだけ反時計方向に回動し、基部ブーム３
が水平面に対して角度βだけ時計方向に回動したとする
と、屈折角度検出用油圧シリンダ２０は長さγαだけ収
縮し、同時に起伏角度検出用油圧シリンダ２６は長さγ
βだけ伸長する。

その結果、油圧シリンダ２０の先部室３７には体積γα
Ｓ（ただし、Ｓは先部室３７，３８，３９の断面積）だ
けの作動油が吸入されるとともに、基部室４１からは体
積γαＳだけの作動油が排出され、油圧シリンダ２６の
先部室３８からは体積γβＳの作動油が排出されるとと
もに、基部室４２には体積γβＳの作動油が吸入される
ので、作動用油圧シリンダ３１の先部室３９からは体積
γ（α−β）Ｓの作動油が排出されるとともに、基部室
４３には体積γ（α−β）Ｓの作動油が供給される。

したがって、作動用油圧シリンダ３１のピストン及びピ
ストンロッド３５は、距離γ（α−β）だけ移動してそ
こで固定される。

このピストンロッド３５の移動によって、それに固着さ
れているチェーン３４が回動し、スプロケットホイール
３２及びそれに固着されている作業台１１を時計方向に
角度（α−β）だけ回動させる。

このとき先部ブーム２が水平面となす角度は（α−β）
であるから、作業台１１は、やはり水平に保持されるこ
とになる。

α〈βの場合でも同様のことが言えることは勿論である
。

先部ブーム２及び基部ブーム３が上昇した状態から、屈
折用油圧シリンダ５及び起伏用油圧シリンダ１０を収縮
して、屈折式ブーム装置１を車体６上に収納する場合に
も、上記と全く逆の作動により作業台１１が水平に保持
されることは言うまでもない。

以上の実施例は、先部ブーム２及び基部ブーム３の２段
のブームからなる屈折式ブーム装置１について述べたが
、本発明は３段以上の多段屈折式ブーム装置にも適用で
きるものである。

その場合には、複数個の各屈折部に屈折角度検出装置１
３と同様の検出装置を設け、各屈折角度検出用油圧シリ
ンダの先部室を起伏角度検出用油圧シリンダ２６及び作
業台作動用油圧シリンダ３１の各先部室３８，３９に連
通させ、各基部室を油圧シリンダ２６，３１の各基部室
４２．４３に連通させるとともに、各ブーム及び作業台
に固着されるスプロケットホイールが例えば時計方向に
回動するときにはすべての油圧シリンダが伸長されるよ
うに取り付けておけはよい。

また、例えば３段屈折式ブーム装置の場合、作業台１１
に固着したスプロケットホイールと先部ブームの次段ブ
ームとの枢着部に回転自在に支持したスプロケットホイ
ールとに、無端状チェーンを掛は回し、後者のスプロケ
ットホイールを上記実施例におけるスプロケットホイー
ル３２と同様にして作動させることによって、本発明に
よるものと従来のものとを併用した作業台自動平衡装置
を得ることもできる。

また上記実施例では、スプロケットホイール１４ 、２
２ 、３２をそれぞれ先部ブーム２．基部プーム３２作
業台１１に固着し、スプロケットホイール１５ 、２３
、３３をそれぞれ基部ブーム３゜支柱８．先部ブーム
２に回転自在に支持させていいるが、これを逆に、例え
ばスプロケットホイール３２を先部ブーム２に固着し、
スプロケットホイール３３を作業台に回転自在に支持さ
せるようにすることもできる。

更に、各油圧シリンダ２０゜２６．３１の基部室４１，
４２，４３にもピストンロッド１８，２７，３５と同径
のピストンロッドを設けておけば、先部室と基部室の断
面積が等しくなるので、一つの油圧シリンダの先部室を
他の油圧シリンダの基部室と連通させることによって、
油圧シリンダの取付方向を逆にすることもできる。

チェーンとスプロケットホイールに代えて、ベルトとプ
ーリを用いることができることは言うまでもない。

また、各油圧シリンダ２０，２６，３１の内径とスプロ
ケットホイール１４，２２，３２の径とのそれぞれの積
が一定となるようにさえしておけば、各油圧シリンダ及
びスプロケットホイールはそれぞれ径の異なるものを用
いることができることも明らかであろう。

以上のように、本発明によれば、スプロケットホイール
とチェーン等からなる巻き掛は伝動装置を用いて、屈折
式ブーム装置の屈折動作あるいは起伏動作を直線運動に
変換して検出しているので、ブーム装置の屈折角度及び
起伏角度に正比例した検出値が得られ、これらの値を加
え合わせることができ、そして、その加え合わせた値に
よって作業台の回動を行わせるようにしているので、作
業台がブーム装置の屈折、起伏動作にかかわりなく常に
正確に水平に保持される高所作業車の作業台自動平衡装
置が得られるのである。

そして、各検出装置及び作業台作動装置の間は油圧配管
で結ばれているだけであるから、その油圧配管を長くし
ておきさえすれば、各ブームが伸縮式のものであっても
適用できるのである。

また、油圧シリンダ２０，２６，３１やスプロケットホ
イール１５，２３．３３等の機器あるいは部品の取り付
は位置については十分な許容範囲をとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による作業台自動平衡装置
を備えた高所作業車の概略側面図、第２図は、その作業
台自動平衡装置の油田回路図である。 １・・・・・・屈折式ブーム装置、２・・・・・・先部
ブーム、３・・・・・・基部ブーム、４・・・・・・枢
着軸、６・・・・・・車体、８・・・・・・支柱、９・
・・・・・枢着軸、１１・・・・・・作業台、１２・・
・・・・枢着軸、１３・・・・・・屈折角度検出装置、
１７・・・・・・巻き掛は伝動装置、２０・・・・・・
屈折角度検出用油圧シリンダ、２１・・・・・・起伏角
度検出装置、２５・・・・・・巻き掛は伝動装置、２６
・・・・・・起伏角度検出用油圧シリンダ、２９・・・
・・・作業台作動装置、３３０・・・・・・巻き掛は伝
動装置、３１・・・・・・作動用油圧シリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基部が車体６に起伏可能に枢着され、互いに屈折可
   能に枢着された複数段のブーム２，３を有する屈折式ブ
   ーム装置１と、この屈折式ブーム装置１の先端部に枢着
   された作業台１１とを備えた高所作業車において；前記
   ブーム装置１の車体６への枢着部及び前記ブーム２，３
   間の枢着部に設けられ、各ブーム２，３の回動に伴いそ
   の回動角度に正比例した距離だけ直線運動をする巻き掛
   は伝動装置１７ 、２５と；この巻き掛は伝動装置１７
   ．２５の直線運動によって伸縮作動されるブーム回動角
   度検出用油圧シリンダ２０，２６と；この油圧シリンダ
   ２０．２６の伸縮運動によって供給される作動油により
   伸縮作動される作業台作動用油圧シリンダ３１と；前記
   屈折式ブーム装置１と前記作業台１１との枢着部に設け
   られ、前記作動用油圧シリンダ３１の伸縮運動によって
   作業台１１を回動し水平に保持する巻き掛は伝動装置３
   ０とを備えてなる屈折式ブーム装置を備えた高所作業車
   の作業台自動平衡装置。