JP2024067651A - 重心調整装置および垂直昇降型高所作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直昇降型高所作業車の安定性を高める重心調整装置、および、該重心調整装置を備えた垂直昇降型高所作業車を提供する。【解決手段】垂直昇降型高所作業車１０は、走行可能な車両本体１１と車両本体１１に対して昇降可能なデッキ１３とを備える。また、垂直昇降型高所作業車１０は、重心位置を調整する重心調整装置３０を備える。重心調整装置３０は、水平方向に対する車両本体１１の傾きを示す傾斜角を検出する傾斜角検出器３１と、デッキ１３における荷重を検出する荷重検出器３２と、車両本体１１に支持されて、車両本体１１の走行面１６に対して接離可能なウェイト３７と、傾斜角と荷重とに基づいて、上面視における車両本体１１の中心位置が重心位置となるように走行面１６に対するウェイト３７の接離を制御する処理回路を有する制御装置５０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、垂直昇降型高所作業車の重心位置を調整する重心調整装置、および、該重心調整装置を備えた垂直昇降型高所作業車に関する。

自走式の垂直昇降型高所作業車は、自車に搭載したバッテリーを動力源として、走行可能に、また、デッキの昇降が可能に構成されている。また、特許文献１には、車両本体に対する前側にデッキが張り出し可能に構成された垂直昇降型高所作業車において、車両本体の後側にカウンターウェイトを配設することで、重心の偏りを抑えて安定性を高める技術が開示されている。

特開平１０－３３００９４号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、車両本体の後側に重心が偏ることが想定される垂直昇降型高所作業車に適用することが困難である。そのため、ウェイトを利用した安定性の向上技術には、改善の余地があった。

上記課題を解決する重心調整装置は、走行可能な車両本体と前記車両本体に対して昇降可能なデッキとを備える垂直昇降型高所作業車の重心位置を調整する。前記重心調整装置は、水平方向に対する前記車両本体の傾きを示す傾斜角を検出する傾斜角検出器と、前記デッキにおける荷重を検出する荷重検出器と、前記車両本体に支持されて、前記車両本体の走行面に対して接離可能なウェイトと、前記傾斜角と前記荷重とに基づいて、上面視における前記車両本体の中心位置が重心位置となるように前記ウェイトの接離を制御する処理回路を有する制御装置と、を有する。

本発明によれば、車両本体の傾きやデッキに作用する荷重が変化しても、重心位置が車両本体の中心位置に維持されるため、垂直昇降型高所作業車の安定性を高めることができる。

垂直昇降型高所作業車の一実施形態の概略構成を模式的に示す図である。 側面視におけるウェイトの配置の一例を模式的に示す図である。 上面視におけるウェイトの配置の一例を模式的に示す図である。 重心調整装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 重心位置が車両本体の前側に位置しているときのウェイトの接離を示す側面図である。 重心位置が車両本体の右側に位置しているときのウェイトの接離を示す後面図である。 変形例における垂直昇降型高所作業車および重心調整装置の概略構成を模式的に示す図である。

図１～図６を参照して、重心調整装置および垂直昇降型高所作業車の一実施形態について説明する。
図１に示すように、垂直昇降型高所作業車１０（以下、単に高所作業車１０という。）は、自走式である。高所作業車１０は、車両本体１１、昇降機構１２、および、デッキ１３を備えている。なお、図１において、紙面の左右方向が車両本体１１の前後方向であり、紙面の奥行き方向が車両本体１１の左右方向（車両本体１１の幅方向）である。また、図１における紙面の右が前であり、左が後である。

車両本体１１は、走行面１６上を走行可能に構成されている。本実施形態において、車両本体１１は、左右一対の走行輪１７が前後方向に並設されたホイール式に構成されている。車両本体１１には、複数の走行輪１７を駆動する走行装置、昇降機構１２を駆動する昇降装置、これら走行装置および昇降装置の動力源となるバッテリーなどが収納されている。

昇降機構１２は、車両本体１１に対してデッキ１３を昇降させる。昇降機構１２は、その下端部が車両本体１１に支持され、その上端部がデッキ１３に支持されている。昇降機構１２は、例えば、シザースリンク機構で構成することができる。

デッキ１３は、床板２１、防護柵２２、および、操作盤２３を有している。床板２１は、デッキ１３に搭乗した作業員が各種作業を行う際の足場として機能する。防護柵２２は、床板２１を取り囲むように設けられている。防護柵２２は、デッキ１３で作業する作業員の転落を防ぐ機能を果たす。操作盤２３は、防護柵２２に取り付けられている。操作盤２３には、走行装置や昇降装置などを駆動するための各種スイッチが設けられている。デッキ１３に搭乗した作業員は、操作盤２３に設けられた各種スイッチを操作することにより、車両本体１１の走行やデッキ１３の昇降を操作する。

高所作業車１０は、重心調整装置３０を有している。重心調整装置３０は、上面視における車両本体１１の中心位置、より具体的には、前後方向に並設された左右一対の走行輪１７の中心位置に高所作業車１０の重心位置を調整する装置である。なお、中心位置および重心位置は、前後方向および左右方向における位置、すなわち二次元座標系で示すことのできる位置のことをいう。

重心調整装置３０は、傾斜角検出器３１、荷重検出器３２、ウェイト機構３４、および、制御装置５０を有している。
傾斜角検出器３１は、車両本体１１に設けられている。傾斜角検出器３１は、水平方向に対する車両本体１１の傾き、すなわち車両本体１１が水平面に設置された状態に対する傾きを示す傾斜角を検出する。傾斜角検出器３１は、検出した傾斜角を制御装置５０に入力する。

荷重検出器３２は、デッキ１３の床板２１に設けられている。荷重検出器３２は、防護柵２２から床板２１に作用する荷重を含め、床板２１の各所に作用している荷重の大きさとその位置とを示す荷重分布を検出する。荷重検出器３２は、例えば、床板２１の各所に設けられた複数の圧力センサーやロードセルなどによって構成される。荷重検出器３２は、検出した荷重分布を制御装置５０に入力する。

図２に示すように、ウェイト機構３４は、車両本体１１の前側および後側に設けられている。ウェイト機構３４は、ブラケット３５、ウェイト昇降機としてのシリンダ３６、ウェイト３７を有する。

ブラケット３５は、例えば溶接やねじ結合などの各種接合法によって車両本体１１に取り付けられている。ブラケット３５は、車両本体１１の前側あるいは後側に向かって延びている。

シリンダ３６は、ブラケット３５の先端部に連結されている。シリンダ３６は、ブラケット３５の先端部から下方に延びている。シリンダ３６の基端部は、ブラケット３５の先端部に対して、固定されていてもよいし、左右方向を中心軸として回転可能に取り付けられていてもよい。シリンダ３６は、油圧式シリンダであってもよいし、エアシリンダであってもよい。

シリンダ３６は、上下方向に移動可能なロッド３９を有している。ウェイト３７は、ロッド３９の先端部に取り付けられている。シリンダ３６は、クッション機構を有しているとともに、制御装置５０によってロッド３９の伸縮が制御される。制御装置５０は、車両本体１１に収納されたバッテリーを動力源としてロッド３９を伸縮させることにより、走行面１６に対するウェイト３７の接離を制御する。具体的には、制御装置５０は、シリンダ３６に対して作動圧を供給することでロッド３９を収縮させ、ウェイト３７を走行面１６から離間させる。

ウェイト３７は、走行面１６を走行可能な車輪４０を有している。車輪４０は、ウェイト３７の下面の各隅部に設けられている。車輪４０は、自在キャスターであることが好ましい。これにより、高所作業車１０の進路変更を円滑に行うことができる。ウェイト３７は、シリンダ３６のクッション機構により、走行面１６の凹凸を倣って上下移動する。

また、図３に示すように、ウェイト機構３４は、車両本体１１の前側および後側の各々において、車両本体１１の左端部および右端部に設けられている。これにより、前後方向だけでなく、左右方向における重心位置の調整を行うことができる。

制御装置５０は、走行装置や昇降装置を含め、高所作業車１０の動作を統括制御する装置である。制御装置５０は、たとえばｃｉｒｃｕｉｔｒｙ、すなわち、ＡＳＩＣのような１つ以上の専用のハードウェア回路、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上の処理回路、或いは両者の組み合わせによって実現することができる。処理回路は、ＣＰＵと、ＣＰＵによって実行されるプログラムを記憶したメモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ等）と、を有する。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

制御装置５０は、傾斜角検出器３１からの傾斜角、および、荷重検出器３２からの荷重分布などに基づいて、ウェイト機構３４を制御する重心調整処理を繰り返し実行することにより、上面視における車両本体１１の中心位置に重心位置を調整・維持する。

図４を参照して、制御装置５０の一例の具体例について説明する。
図４に示すように、制御装置５０は、重心調整処理に必要な各種情報が記憶された基本情報記憶部５１および重心調整処理を実行する処理部５２を有している。

基本情報記憶部５１には、上記各種情報として、基準重心情報およびウェイト情報が記憶されている。
基準重心情報には、車両本体１１の傾斜角を第１変数、デッキ１３の昇降量を第２変数として、高所作業車１０の自重（ただし、ウェイト３７を除く。）に基づく重心位置である基準重心位置と基準重心位置に作用する荷重である基準重心荷重とが規定されている。ウェイト情報には、ウェイト３７の荷重（重量）であるウェイト荷重が規定されている。

重心調整処理において、処理部５２は、まず、傾斜角検出器３１が検出した傾斜角、荷重検出器３２が検出した荷重分布、昇降装置によるデッキ１３の昇降量、および、各ウェイト機構３４におけるウェイト３７の接離を示す接離情報を取得する。なお、デッキ１３の昇降量は、昇降装置から入力される構成であってもよいし、昇降量検出器などの検出器から入力される構成であってもよい。

次に、処理部５２は、傾斜角、荷重分布、昇降量、ウェイト接離情報、および、ウェイト荷重に基づいて、いま現在の高所作業車１０の重心位置である実重心位置を演算する。具体的には、処理部５２は、傾斜角、昇降量、および、基準重心情報に基づいて、基準重心位置と基準重心荷重とを演算する。その後、処理部５２は、基準重心位置、基準重心荷重、傾斜角、荷重分布、昇降量、接離情報、および、ウェイト荷重に基づいて、実重心位置を演算する。

次に、処理部５２は、中心位置と実重心位置とのずれ量を演算する。そして、処理部５２は、そのずれ量、接離情報、および、ウェイト荷重に基づいて、実重心位置が中心位置となるように各ウェイト機構３４を制御する。

（作用）
例えば、図５に示すように、制御装置５０は、全てのウェイト３７が走行面１６に接触している状態で実重心位置Ｇが車両本体１１の前側に位置しているときには、車両本体１１の後側のウェイト３７を走行面１６から離間させる。これにより、そのウェイト３７の荷重を車両本体１１の後側に作用させることで実重心位置Ｇを後側へと移動させる。

また例えば、図６に示すように、制御装置５０は、全てのウェイト３７が走行面１６に接触している状態で実重心位置Ｇが車両本体１１の右側に位置しているときには、車両本体１１の左側のウェイト３７を走行面１６から離間させる。これにより、そのウェイト３７の荷重を車両本体１１の左側に作用させることで実重心位置Ｇを左側へと移動させる。

上記実施形態の効果について説明する。
（１）上記実施形態によれば、車両本体１１が傾斜面を走行したりデッキ１３で作業員が移動したりして重心位置が偏ったとしても、車両本体１１の中心位置に向かって重心位置を移動させることができる。その結果、高所作業車１０の安定性を高めることができる。

（２）重心調整装置３０において、制御装置５０は、デッキ１３の昇降量を取得し、その取得したデッキ１３の昇降量を加味して、ウェイト３７の接離を制御する。これにより、デッキ１３の昇降量によって実重心位置が変化したとしても、その昇降量に応じて高所作業車１０の重心位置を車両本体１１の中心位置に維持することができる。その結果、高所作業車１０の安定性をより高めることができる。

（３）ウェイト３７は、走行面１６を走行可能な車輪４０を有している。これにより、ウェイト３７を接地させたままの状態での高所作業車１０の移動を円滑に行うことができる。また、車輪４０が自在キャスターであることにより、高所作業車１０の移動をより円滑に行うことができる。

（４）ウェイト機構３４は、ウェイト３７を支持するシリンダ３６がブラケット３５の先端部に取り付けられている。これにより、ブラケット３５の形状に応じてウェイト３７の配置、特に上面視における車両本体１１からの離間距離についての自由度を高めることができる。その結果、ウェイト３７を走行面１６から離間させたときに、そのウェイト３７が与える影響度についての自由度を高めることができる。

（５）ウェイト機構３４においては、シリンダ３６でのロッド３９の伸縮によってウェイト３７の接離が制御される。これにより、簡易な機構のもとでウェイト３７の接離を制御することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態においては、高所作業車１０をホイール式とした。これに限らず、高所作業車１０は、クローラ式であってもよい。

・上記実施形態において、制御装置５０は、基準重心位置と基準重心荷重とを加味してウェイト３７の接離を制御した。これに限らず、制御装置５０は、デッキ１３に作用する荷重に基づく重心位置が車両本体１１の中心位置となるようにウェイト３７の接離を制御してもよい。

・上記実施形態において、制御装置５０は、実重心位置として前後方向および左右方向における位置（二次元座標系）を演算した。これに限らず、制御装置５０は、高さ方向を含む座標系における位置を実重心位置として演算し、その演算した高さ方向の位置を考慮してウェイト３７の接離を制御してもよい。これにより、高所作業車１０の安定性をさらに高めることができる。

・上記実施形態において、制御装置５０は、実重心位置として前後方向における位置（一次元座標系）を演算し、その演算した実重心位置が前後方向における中心位置となるようにウェイト３７の接離を制御してもよい。

・上記実施形態において、ウェイト３７は、車両本体１１の前側および後側の各々において左右両側に設けられている。これに限らず、例えば左右方向における重心位置が安定している高所作業車１０において、ウェイト３７は、車両本体１１の前側および後側の各々における左右中央位置に１つだけ設けられている構成であってもよい。また例えば、前後方向における重心位置が安定している高所作業車１０において、ウェイト３７は、車両本体１１の左側および右側の各々における前後中央位置に１つだけ設けられている構成であってもよい。

・ウェイト機構において、ウェイト昇降機はシリンダ３６に限られない。
例えば、図７に示すように、ウェイト昇降機は、ワイヤ６０を繰り出すワイヤ繰出機６１であってもよい。こうした構成において、ワイヤ繰出機６１は、車両本体１１の側方を前後方向に延びるガイド部材６２に設けられる。ガイド部材６２の両端部には、ワイヤ６０が巻き掛けられる滑車６３が設けられている。ワイヤ繰出機６１は、ワイヤ６０を巻き上げることによりウェイト３７を走行面１６から離間させる。なお、ガイド部材６２は、車両本体１１の前側あるいは後側において左右方向に延びる部材であってもよい。

１０…垂直昇降型高所作業車、１１…車両本体、１２…昇降機構、１３…デッキ、１６…走行面、１７…走行輪、２１…床板、２２…防護柵、２３…操作盤、３０…重心調整装置、３１…傾斜角検出器、３２…荷重検出器、３４…ウェイト機構、３５…ブラケット、３６…シリンダ、３７…ウェイト、３９…ロッド、４０…車輪、５０…制御装置、５１…基本情報記憶部、５２…処理部、６０…ワイヤ、６１…ワイヤ繰出機、６２…ガイド部材、６３…滑車。

Claims (5)

1. 走行可能な車両本体と前記車両本体に対して昇降可能なデッキとを備える垂直昇降型高所作業車の重心位置を調整する重心調整装置であって、
   水平方向に対する前記車両本体の傾きを示す傾斜角を検出する傾斜角検出器と、
   前記デッキにおける荷重を検出する荷重検出器と、
   前記車両本体に支持されて、前記車両本体の走行面に対して接離可能なウェイトと、
   前記傾斜角と前記荷重とに基づいて、上面視における前記車両本体の中心位置が重心位置となるように前記走行面に対する前記ウェイトの接離を制御する処理回路を有する制御装置と、を有する
   重心調整装置。
2. 前記ウェイトは、前記走行面を走行可能な車輪を有する
   請求項１に記載の重心調整装置。
3. 前記車両本体の前側および後側の各々における左右両側に前記ウェイトを有する
   請求項２に記載の重心調整装置。
4. 前記車両本体に連結されるブラケットと、
   前記ブラケットに連結されて、前記ウェイトを昇降可能なシリンダと、を備え、
   前記制御装置は、前記シリンダを制御することにより前記ウェイトの接離を制御する
   請求項１～３のいずれか一項に記載の重心調整装置。
5. 走行可能な車両本体と前記車両本体に対して昇降可能なデッキとを備える垂直昇降型高所作業車であって、
   水平方向に対する前記車両本体の傾きを示す傾斜角を検出する傾斜角検出器と、
   前記デッキにおける荷重を検出する荷重検出器と、
   前記車両本体に支持されて、前記車両本体の走行面に対して接離可能なウェイトと、
   前記傾斜角と前記荷重とに基づいて、上面視における前記車両本体の中心位置が重心位置となるように前記走行面に対する前記ウェイトの接離を制御する処理回路を有する制御装置と、を有する重心調整装置を備える
   垂直昇降型高所作業車。

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