JPH0618397U - 高所作業車の作業台荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】積載位置の関係なく積載物の荷重を正確に検出
する。ブームの作動中における検出精度を高める。 【構成】作業台９側に取着されたロータリブラケット１
９を第一の荷重センサ１０を介してインナーブーム８に
回動可能に支持した。インナーブーム８にその本体が固
着されたレベルシリンダ１１のシリンダロッド１１ａを
第二の荷重センサ１３を介してロータリブラケット１９
に回動可能に支持した。この構成により、インナーブー
ム８の起伏動に応じて、レベルシリンダ１１のシリンダ
ロッド１１ａが伸縮し、第一の荷重センサ１０を中心に
作業台９を常に、水平に支持しながら相対回動させる。
この時、第一及び第二の荷重センサ１０、１３の矢印１
７は常に、鉛直上方向を向くため、積載位置の関係なく
積載物の荷重を正確に検出することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は高所作業車に係り、詳しくは、その作業台の荷重を検出して、機台転 倒を未然に防止するための高所作業車の作業台荷重検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、高所作業車として、例えば、図８に示すようなものがある。この高所作 業車においては、図示しないベースフレーム上に旋回フレーム５０が水平回転可 能に取付けられている。旋回フレーム５０には伸縮自在に構成されたブーム５１ の基端が軸５１ａを介して上下方向に回動可能に軸着されている。ブーム５１の 基端側と旋回フレーム５０との間には起伏シリンダ５２が設けられている。この 起伏シリンダ５２はその本体が前記旋回フレーム５０に回動可能に軸着され、ロ ッドが起伏シリンダ５２に回動可能に軸着されている。そして、ブーム５１は起 伏シリンダ５２の伸縮動作に基づいて軸５１ａを中心に起伏回動されるようにな っている。

【０００３】 ブーム５１の先端には連結機構５３を介して作業台５４が装着されている。こ の連結機構５３はロータリブラケット５５、レベルシリンダ５６等から構成され ている。ロータリブラケット５５はブーム５１の先端に回動可能に軸着され、作 業台５４とともに上下方向に回動するようになっている。また、レベルシリンダ ５６はその本体がブーム５１に固着され、ロッドがロータリブラケット５５に回 動可能に軸着されている。そして、起伏シリンダ５２によりブーム５１が起伏回 動されると、作業台５４はレベルシリンダ５６によりロータリブラケット５５の 回動量が調節されて、常に、水平に支持されながら昇降されるようになっている 。

【０００４】 また、上記した高所作業車において、作業台５４の積載物Ｍの荷重を検出して 、過荷重による機台転倒を未然に防止するための作業台荷重検出装置として次の ようなものがある。

【０００５】 前記起伏シリンダ５２には図示しない油圧回路が設けられており、この油圧回 路にブーム５１の保持圧を検出する圧力センサ５７が組込まれている。この圧力 センサ５７はブーム５１の起伏回動時において、ブーム５１の保持圧すなわち、 ブーム５１にかかるモーメント荷重を油圧の変化に基づいて検出するようになっ ている。その検出されたモーメント荷重はブーム長、ブーム傾斜角度等のデータ に基づいて、図示しない演算回路により荷重が算出される。

【０００６】 また、算出された荷重に基づいて、高所作業車の制御回路は積載荷重の上限を 越えている、すなわち、過荷重であるか否かを判断する。そして、過荷重である 場合、警告ブザーを鳴らしたり、作業車を作動停止状態にしたりして、高所作業 車の転倒を未然に防止するようになっている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記した高所作業車においては、そのブーム５１の長さが短い場合 、作業台荷重検出装置の圧力センサ５７により検出されるモーメント荷重が、作 業台幅内における積載物Ｍの積載位置によって変化してしまうという問題点があ る。

【０００８】 すなわち、積載物Ｍがブーム５１の先端に近く作業台５４の基端側にあるほど モーメント荷重が小さくなり、反対に、作業台５４の基端側にあるほどモーメン ト荷重が大きくなる。このため、演算回路により算出される作業台５４の荷重も 積載位置によって変化し、積載荷重の上限を越える場合と越えない場合が生じて しまう。

【０００９】 従って、例えば、積載物Ｍを作業台５４の基端側に積載して過負荷と判断され ず、途中でその積載物Ｍが作業台５４の先端側に移動した場合、過負荷と判断さ れて作業車を作動停止状態にしてしまうという不具合が生じる。

【００１０】 また、上記した圧力センサ５７によりブーム５１の保持圧を検出する場合、ブ ーム５１の作動中において、起伏シリンダ５２のシリンダの摺動抵抗等により油 圧回路の圧力変動があるため検出精度が低いという問題点がある。

【００１１】 本考案の目的は、積載位置の関係なく積載物の荷重を正確に検出することがで きるとともに、ブームの作動中における検出精度を高めることができる高所作業 車の作業台荷重検出装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記問題点を解決するために本考案は、ブームの先端に作業台を上下方向へ回 動可能に支持する支持機構を連結し、ブームと支持機構の間に作業台の回動量を 調整する調整機構を介装して、ブームの起伏時に、前記調整機構により作業台を 常に、水平に支持しながら回動させるようにした高所作業車において、前記ブー ムと前記支持機構の連結部と、該ブームと前記調整機構の連結部とに、作業台に 加わる荷重を常に、鉛直方向にて検出する作業台荷重検出装置を設けたことを要 旨とする。

【００１３】

【作用】

従って、本考案は、作業台に積載物を積載した状態で、ブームを起伏動させる と、作業台は支持機構に支持され、調整機構により常に、水平に支持されながら 上下方向へ回動されて昇降される。このとき、作業台荷重検出装置は作業台に加 わる荷重を常に、鉛直方向にて検出するため、積載物の積載位置の変化に応じて モーメント荷重が変化しても、その影響を受けることがない。従って、その積載 位置に関係なく積載物の荷重を正確に検出することができる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案を自走式の高所作業車に具体化した一実施例を図１〜図４に従っ て説明する。

【００１５】 図３に示すように、自走式高所作業車１全体の基部であるベースフレーム２に は車輪３が軸着されるとともに、該車輪３を駆動するための図示しないエンジン が搭載されている。ベースフレーム２上には回転台４を介して旋回フレーム５が 水平回転可能に取付けられている。該旋回フレーム５にはブームとしてのアウタ ーブーム６の基端部が上下方向に起伏回動可能に軸着されている。前記旋回フレ ーム５とアウターブーム６との間には起伏シリンダ７が配設されている。この起 伏シリンダ７はその本体側が旋回フレーム５の基端側において回動可能に軸着さ れ、ロッド側がアウターブーム６に回動可能に軸着されている。そして、起伏シ リンダ７の伸縮動作によりアウターブーム６を上下方向へ起伏回動させるように なっている。

【００１６】 また、アウターブーム６の長手方向にはブームとしてのインナーブーム８が配 設されており、図示しない伸縮シリンダにより伸縮されるようになっている。 インナーブーム８には支持機構を介して作業台９が支持されている。

【００１７】 次に、作業台の支持機構について説明する。 図１、図２に示すように、インナーブーム８はその先端８ａが鋭角をなす板状 に形成されており、その先端８ａには挿通孔８ｂが透設されている。この挿通孔 ８ｂには作業台荷重検出装置としてのピン形状の第一の荷重センサ１０が回動可 能に支持されている。

【００１８】 図４に示すように、第一の荷重センサ１０はその中央両側の外周面には一対の 小径部１５が形成されている。また、両小径部１５間の大径部分は作業台９の荷 重を検出する検出部１６となっており、その内部には図示しない歪みゲージが配 設されている。そして、検出部１６は前記インナーブーム８の挿通孔８ｂに回動 可能に支持されている。また、前記検出部１６は他の部分よりも剛性が低くなっ ており、この検出部１６が押圧されると、センサ１０の全体がたわむようになっ ている。このたわみにより図示しない歪みゲージが荷重を検出するようになって いる。

【００１９】 また、前記両小径部１５の外側面には、小径部１５及び検出部１６を支持する ための支持頭部１０ａが固着されている。この支持頭部１０ａの外側面には力を 受ける方向を示す矢印１７（片側のみ図示）が表示されている。さらに、矢印１ ７の示す方向における支持頭部１０ａの外周面には、その矢印１７と直交する面 を有した切欠部１８が形成されている。なお、３１は片方の支持頭部１０ａより 延出されたハーネスであって、一端が前記検出部１６内の歪みゲージと電気的に 接続されている。

【００２０】 そして、図１、図２に示すように、前記第一の荷重センサ１０の両支持頭部１ ０ａは、一対の板形状のロータリブラケット１９の上部に透設された挿通孔２０ ａに回動可能に挿通され、同ブラケット１９を支持する。また、各ロータリブラ ケット１９における挿通孔２０ａの上部の側面にはブロック形状のストッパ２１ が固設され、その下面を前記第一の荷重センサ１０の切欠部１８の下面と係合さ せている。従って、第一の荷重センサ１０はストッパ２１によりロータリブラケ ット１９に対して回動不能となっている。なお、各ロータリブラケット１９の両 側面には補強用のフランジ２２が設けられている。

【００２１】 前記ロータリブラケット１９の上下にはそれぞれ水平方向に半円形状のロータ リホルダ２３が固着されている。このロータリホルダ２３には上下方向に延びる 取付孔２３ａが透設されている。また、両取付孔２３ａには垂立したロータリピ ン２４が嵌入固着されている。さらに、上下両ロータリホルダ２３間におけるロ ータリピン２４の周囲には、筒状の回動部材２５が回動可能に外嵌されている。 回動部材２５の上下端にはそれぞれ半円形状の作業台サポート２６が固着されて いる。

【００２２】 この作業台サポート２６には作業台９が固定されている。作業台９は金属棒又 は金属パイプによって直方体形状に枠組されたフレーム体２８と、フレーム体２ ８の底面に固定された図示しない底板等から構成されている。そして、作業台９ は前記第一の荷重センサ１０を中心に上下方向に回動可能となっているとともに 、ロータリピン２４を中心に水平方向に揺動可能となっている。

【００２３】 次に、作業台９の上下方向への回動量を調整する調整機構について説明する。 図１に示すように、インナーブーム８の先端８ａ近傍には作業台９を常に水平 に支持するためのレベルシリンダ１１の本体が固着されている。また、レベルシ リンダ１１にはシリンダロッド１１ａが伸縮可能に設けられており、そのシリン ダロッド１１ａの先端には挿通パイプ１２が水平方向に直交するようにして固着 されている。この挿通パイプ１２には作業台荷重検出装置としてのピン形状の第 二の荷重センサ１３が回動可能に支持されている。なお、この第二の荷重センサ １３は前記第一の荷重センサ１０と同一の構成からなるためその説明を省略する 。

【００２４】 そして、図１、図２に示すように、前記第二の荷重センサ１３の両支持頭部１ ３ａは、前記ロータリブラケット１９の下部に透設された挿通孔２０ｂに回動可 能に挿通され、同ブラケット１９を支持する。また、各ロータリブラケット１９ における挿通孔２０ｂの上部側面にはストッパ２１が固設され、その下面を第二 の荷重センサ１３の切欠部１８の下面と係合させている。そして、第二の荷重セ ンサ１３はストッパ２１によりロータリブラケット１９に対して回動不能となっ ている。

【００２５】 そして、レベルシリンダ１１のシリンダロッド１１ａが伸長されると、第一の 荷重センサ１０を中心にロータリブラケット１９とともに作業台９が図１におけ る時計方向に相対回動されるようになっている。また、レベルシリンダ１１のシ リンダロッド１１ａが収縮されると、第一の荷重センサ１０を中心にロータリブ ラケット１９とともに作業台９が反時計方向に相対回動されるようになっている 。従って、アウターブーム６の起伏に応じて、レベルシリンダ１１を伸縮させて 作業台９を回動させることにより、常に、作業台９を水平に支持するようになっ ている。このため、第一及び第二の荷重センサ１０、１３の矢印１７は常に、鉛 直上方向を向くようになっている。

【００２６】 次に、作業台９を水平方向に揺動させる揺動機構について説明する。 図１に示すように、前記上部の作業台サポート２６の上面と作業台９から延び る支持板２７との間には、スイングピン３３が取着されている。また、ロータリ ブラケット１９にはスイングシリンダ３４の本体側が取着され、ロッド側がスイ ングピン３３に回動可能に軸着されている。そして、スイングシリンダ３４の伸 縮によりスイングピン３３を介して、前記ロータリピン２４を中心に作業台９が 水平方向に揺動されるようになっている。

【００２７】 次に、第一及び第二の荷重センサ１０、１３に加わる荷重について説明する。 図１に示すように、最初に、各荷重、距離を次のように定義する。 Ｗｐ：作業台９の荷重、Ｗ：積載物Ｍの荷重、ＦＡｙ：第一の荷重センサ１０ の鉛直方向に加わる力、ＦＢｙ：第二の荷重センサ１３の鉛直方向に加わる力、 ｎ：第一及び第二の荷重センサ１３の中心間距離、ｍ：第二の荷重センサ１３の 中心と作業台９の重心との距離、ｔ：第二の荷重センサ１３の中心と積載物Ｍの 重心との距離。

【００２８】 なお、第一及び第二の荷重センサ１０、１３に加わる力は、作業台９が常に水 平に支持されているため、鉛直方向のみの力を考慮すればよい。 上記の定義に基づいて次の式が成り立つ。

【００２９】 第一の荷重センサ１０の中心を基準としたモーメント （ｔ＋ｎ）Ｗ＋（ｍ＋ｎ）Ｗｐ＝ｎＦＢｙ・・・・・・・ 第二の荷重センサ１３の中心を基準としたモーメント ｔＷ＋ｍＷｐ＝ｎＦＡｙ・・・・・・・・・・・・・・ − ｎ（Ｗ＋Ｗｐ）＝ｎ（ＦＢｙ−ＦＡｙ） Ｗ＋Ｗｐ＝ＦＢｙ−ＦＡｙ すなわち、積載物Ｍと作業台９の荷重は、積載物Ｍの積載位置の変化によるモ ーメントの変化に関係なく、第一及び第二の荷重センサ１０、１３の鉛直方向に 加わる力より算出される。従って、ＦＢｙとＦＡｙの加減によりその積載物Ｍと 作業台９の荷重が算出される。

【００３０】 次に、作業台荷重検出装置の電気的構成について説明する。 第一及び第二の荷重センサ１０、１３はＡ／Ｄコンバータにそれぞれ接続され ており、各センサの検出信号はデジタル化されマイクロプロセッサにより演算処 理されて図示しない制御回路に出力される。

【００３１】 次に、上記のように構成された高所作業車１の作業台荷重検出装置の作用及び 効果を説明する。 作業台９の図示しない底板に積載物Ｍが積載された状態で、アウターブーム６ が起伏シリンダ７により上方向に起動されると、レベルシリンダ１１のシリンダ ロッド１１ａが収縮される。すると、ロータリブラケット１９は第一の荷重セン サ１０を中心に反時計方向へ相対回動される。この相対回動により作業台９は常 に水平に支持されながら上昇される。

【００３２】 この時、第一及び第二の荷重センサ１０、１３の矢印１７はロータリブラケッ ト１９側に固定されているため、アウターブーム６の傾斜角度が変化しても、常 に鉛直上方向を向いている。従って、第一及び第二の荷重センサ１０、１３に加 わる力は、作業台の荷重Ｗｐと積載物Ｍの荷重Ｗを直接受けることになる。

【００３３】 また、積載物Ｍの積載位置を作業台９の基端側に移動させるとモーメント荷重 が小さくなり、先端側に移動させるとモーメント荷重が大きくなる。しかし、第 一及び第二の荷重センサ１０、１３はその積載物Ｍの積載位置の変化によるモー メント荷重の変化の影響を受けない。従って、各センサにより検出される荷重Ｗ は変動しない。

【００３４】 そして、第一及び第二の荷重センサ１０、１３はその全荷重（Ｗｐ＋Ｗ）を受 けると、検出部１６がたわんで図示しない歪みゲージがその荷重を検出する。こ の検出信号をＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換し、マイクロプロッセ ッサにより荷重に対応する信号に換算して、図示しない制御回路に出力する。

【００３５】 制御回路において積載物Ｍの荷重Ｗが予め設定された積載荷重の上限を越えて いる場合、図示しないブザーを鳴らして作業車に警告を発するとともに、作業車 の作動機構の作動を停止させて、高所作業車１の転倒を防止する。

【００３６】 また、作業台９を下降させる場合、アウターブーム６が起伏シリンダ７により 下方向に伏動されると、レベルシリンダ１１のシリンダロッド１１ａが伸長され る。すると、ロータリブラケット１９は第一の荷重センサ１０を中心に時計方向 へ相対回動される。この相対回動により作業台９は常に水平に支持されながら下 降される。

【００３７】 この時、前記と同様に、第一及び第二の荷重センサ１０、１３の矢印１７はロ ータリブラケット１９側に固定されているため、アウターブーム６の傾斜角度に 関係なく、常に鉛直上方向を向いている。従って、下降時においても、第一及び 第二の荷重センサ１０、１３は作業台の荷重Ｗｐと積載物Ｍの荷重Ｗを直接受け ながら検出する。

【００３８】 上記した高所作業車１の作業台荷重検出装置においては、第一及び第二の荷重 センサ１０、１３が作業台と積載物Ｍの荷重を常に鉛直方向にて検出するように したことにより、積載物Ｍの積載位置に関係なく、積載物Ｍの荷重を正確に検出 することができる。

【００３９】 また、従来の圧力センサとは異なり、アウターブーム６の作動中において、第 一及び第二の荷重センサ１０、１３に加わる荷重の変動が少なく、その検出精度 を高めることができる。

【００４０】 さらに、第一及び第二の荷重センサ１０、１３をピン形状としたことにより、 従来の支持機構に対応させることができる。すなわち、ロータリブラケット１９ とインナーブーム８及びレベルシリンダ１１との連結構造に採用されていた軸に 代わって第一及び第二の荷重センサ１０、１３を設置する。その結果、各センサ １０、１３の設置のための特別な構造を必要としない。従って、各センサ１０、 １３の取付を容易に行うことができる。

【００４１】 なお、本考案は上記実施例に限定されることはなく、本考案の趣旨から逸脱し ない範囲で以下のようにしてもよい。 （１）上記実施例では、第一の荷重センサ１０をインナーブーム８の先端８ａに 透設された挿通孔８ｂに回動可能に支持し、第二の荷重センサ１３をレベルシリ ンダ１１のシリンダロッド１１ａの先端に固着された挿通パイプ１２に回動可能 に支持した。

【００４２】 逆に、図６に示すように、インナーブーム８にレベルシリンダ１１を斜め上方 を向くように取付けて、第一の荷重センサ１０を挿通パイプ１２に回動可能に支 持し、第二の荷重センサ１３をインナーブーム８の挿通孔８ｂに回動可能に支持 してもよい。

【００４３】 また、図７に示すように、インナーブーム８の先端８ａ近傍にフランジ３７を 設け、レベルシリンダ１１を斜め上方を向くように取付けて、前記と同様にして 第一及び第二の荷重センサ１０、１３を回動可能に支持するようにしてもよいし 、逆に、フランジ３７、レベルシリンダ１１の向きは図７と同様にしつつ、第一 の荷重センサ１０をインナーブーム８の挿通孔８ｂに回動可能に支持し、第二の 荷重センサ１３を挿通パイプ１２に回動可能に支持してもよい。 （２）上記実施例では、第一及び第二の荷重センサ１０、１３の検出信号をＡ／ Ｄ変換してマイクロプロセッサを用いて処理したが、代わりに、図５に示すよう に、第一及び第二の加重センサ１０、１３にアンプ２９をそれぞれ接続し、各セ ンサの検出信号を増幅して、加算器３５と換算器３６とから構成された演算器３ ０によって各センサの検出信号を演算処理して図示しない制御回路に出力するよ うにしてもよい。

【００４４】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の高所作業車の作業台荷重検出装置によれば、積 載位置の関係なく積載物の荷重を正確に検出することができるとともに、ブーム の作動中における検出精度を高めることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を具体化した一実施例を示す作業台荷重
検出装置の一部正面図である。

【図２】同じく一実施例を示す作業台荷重検出装置の一
部平面図である。

【図３】同じく一実施例を示す高所作業車の全体正面図
である。

【図４】同じく実施例の荷重センサを示す斜視図であ
る。

【図５】他の実施例の作業台荷重検出装置の電気的構成
を示すブロック図である。

【図６】他の実施例を示す作業台荷重検出装置の一部正
面図である。

【図７】他の実施例を示す作業台荷重検出装置の一部正
面図である。

【図８】従来例を示す作業台荷重検出装置の一部正面図
である。

【符号の説明】

１…自走式高所作業車、６…アウターブーム、８…イン
ナーブーム、９…作業台、１０…第一の荷重センサ、１
３…第二の荷重センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブームの先端に作業台を上下方向へ回動
   可能に支持する支持機構を連結し、ブームと支持機構の
   間に作業台の回動量を調整する調整機構を介装して、ブ
   ームの起伏時に、前記調整機構により作業台を常に、水
   平に支持しながら回動させるようにした高所作業車にお
   いて、 前記ブームと前記支持機構の連結部と、該ブームと前記
   調整機構の連結部とに、作業台に加わる荷重を常に、鉛
   直方向にて検出する作業台荷重検出装置を設けた高所作
   業車の作業台荷重検出装置。