JPH0721508Y2 - ブーム作業車の負荷検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ．考案の目的 （産業上の利用分野） 本考案は少なくとも起伏自在なブームの先端に上下に揺
動自在に作業台を取り付けて成る高所作業車に関し、さ
らに詳しくは、この高所作業車において、ブームに作用
する負荷を検出する負荷検出装置に関する。

（従来の技術） 上記高所作業車においては、作業台を常に水平に保持す
るレベルング装置が用いられる。このレベリング装置を
備えた高所作業車の１例を第４図に示す。この高所作業
車は、車体１上に旋回自在な旋回台２を有し、この旋回
台２に起伏自在に伸縮ブーム３が取り付けられている。
伸縮ブーム３は、ピン2aにより旋回台２に枢支された基
端ブーム3aと、この基端ブーム3aに対して伸縮自在な先
端ブーム3bとから構成され、先端ブーム3bの先端にピン
5aにより上下に揺動自在に作業台５が取り付けられてい
る。なお、車体１の前後左右４箇所には作業時に伸長し
て車体１を支持するアウトリガ８が配設されている。

車体１と基端ブーム3aとの間には起伏シリンダ４が配設
され、この起伏シリンダ４の伸縮により伸縮ブーム３の
起伏作動がなされる。また、伸縮ブーム３の内部には伸
縮シリンダ（図示せず）が配設され、この伸縮シリンダ
の伸縮により先端ブーム3bの伸縮作動がなされる。先端
ブーム3bと作業台５との間には図示のように上レベリン
グシリンダ６が配設されており、この上レベリングシリ
ンダ６の伸縮に応じて作業台５の上下方向の揺動制御が
なされる。

この揺動制御は作業台５の姿勢を常に水平に保持するよ
うになされるものであり、車体１と基端ブーム3aとの間
に下レベリングシリンダ７が配設され、上レベリングシ
リンダ６のボトム側油室と下レベリングシリンダ７のボ
トム側油室とが連通されるとともに、下レベリングシリ
ンダ７のロッド側油室と上レベリングシリンダ６のロッ
ド側油室とが連通されている。このため、起伏ブーム３
が起伏作動されて、下レベリングシリンダ７が伸縮され
ると、上レベリングシリンダ６は下レベリングシリンダ
７と逆方向に伸縮され、これにより、作業台５の姿勢が
常に水平に保持されるようになっている。

一方、このような高所作業車には、伸縮ブーム３および
作業台５の自重や、作業台５上の作業者および機材の重
量により生ずる転倒方向モーメントが車体１に加わる。
このモーメントは、上記重量の大きさ、伸縮ブーム３の
起伏角、伸長量、アウトリガ８の張り幅等に応じて異な
り、このモーメントが大きくなると車体安定性が低下す
るという問題がある。このため、このモーメントが伸縮
ブーム３の起伏角、伸長量、アウトリガ８の張り幅等に
応じて設定された許容値に達したときには、警報を発し
たり、これ以上モーメントを増加させるようなブーム３
の作動を規制する安全装置が用いられる。

従来におけるこのモーメントの検出は、起伏シリンダ４
に作用する軸方向の負荷を検出して行われていた。具体
的には、例えば、起伏シリンダ４の旋回台２への枢支を
行うピン4aにロードセルを組み込み、このロードセルに
加わる曲げ荷重から軸方向の負荷の検出がなされいた。

しかしながら、上記のような構成のレベリング装置が用
いられている場合には、下レベリングシリンダ７によっ
ても伸縮ブーム３が支えられており、起伏シリンダ４の
軸方向の負荷だけではブーム３の基点まわりのモーメン
トの検出が不正確になるという問題がある。

このようなことから、実公平１−14640号公報には、下
レベリングシリンダ７の軸方向の負荷も検出して、ブー
ム３の基点回りのモーメントを検出することが開示され
ている。

（考案が解決しようとする課題） このように下レベリングシリンダ７に作用する負荷と起
伏シリンダ４に作用する負荷とを検出して上記モーメン
トを求めれば、正確なモーメントの検出を行うことがで
きるのであるが、負荷を検出するためのロードセルが２
個必要であり、構造の複雑化、高価格化に繋がるという
問題がある。さらに、検出した２つの負荷を加算してモ
ーメントの算出を行う必要があり、そのモーメント算出
過程が複雑化し易いという問題がある。

本考案はこのような問題に鑑みたもので、１つの負荷検
出器（ロードセル）のみで、下レベリングシリンダの負
荷も合わせた負荷の検出ができ、正確なモーメントの算
出を行うことができるようなブーム作業車の負荷検出装
置を提供することを目的とする。

ロ．考案の構成 （課題を解決するための手段） このような目的達成のため、本考案の負荷検出装置で
は、起伏シリンダのブームへの枢着点および下レベリン
グシリンダのブームへの枢着点を同一位置に位置せし
め、且つ、この位置において１本のピン部材により起伏
シリンダおよび下レベリングシリンダとブームとを連結
し、このピン部材に負荷検出器を設け、この負荷検出器
によりブームに作用する負荷を検出するように構成して
いる。

（作用） 上記構成の負荷検出装置の場合には、起伏シリンダに作
用する軸力（負荷）および下レベリングシリンダに作用
する軸力（負荷）は、上記ピン部材により受ける。この
ため、ピン部材に設けた負荷検出器（ロードセル）だけ
で、上記両軸力（負荷）の合力を検出することができ
る。

（実施例） 以下、図面に基づいて本考案の好ましい実施例について
説明する。

第１図に本考案に係る負荷検出装置を備えた高所作業車
を示す。なお、この高所作業車は第４図に示した従来の
高所作業車に類似するため、これと同一部分には同一番
号を付してその説明を簡単に行う。

車体１上には旋回台２が設けられ、この旋回台２には基
端ブーム3aと先端ブーム3bとからなる伸縮ブーム３が起
伏自在に配設され、先端ブーム3bの先端には上下に揺動
自在に作業台５が取り付けられている。作業台５と先端
ブーム3bとの間には上レベリングシリンダ６が配設され
ている。また、車体１の前後左右にはアウトリガ８が配
設されている。以上の構造については、第４図に示した
高所作業車と同一である。

伸縮ブーム３の起伏を行わせる起伏シリンダ14は、シリ
ンダチューブ下端がピン14aにより旋回台２に枢支され
るとともに、ピストンロッド14bの先端が基端ブーム3a
の下面に接合されたブラケット13にピン11により枢支さ
れ、旋回台２と基端ブーム3aとの間に配設されている。
さらに、下レベリングシリンダ17は、シリンダチューブ
下端がピン17aにより旋回台２に枢支されるとともに、
ピストンロッド17bの先端フォーク部17cが起伏シリンダ
14のピストンロッド14bの先端と同一位置においてピン1
1により枢支され、旋回台２と基端ブーム3aとの間に配
設されている。

このピン11による連結構造を第２図に詳細に示してい
る。ブラケット13は一対の板材から構成され、それぞれ
挿入孔13aが形成されている。下レベリングシリンダ17
のピストンロッド17bの先端は二股状に分かれてフォー
ク部17cを形成しており、このフォーク部17cにも挿入孔
17dが形成されている。起伏シリンダ14のピストンロッ
ド14bの先端14cは上記フォーク部17cの間に挿入される
形状であり、このフォーク部17cの挿入孔17dに対応する
挿入孔（図示せず）が形成されている。

このため、図示のようにフォーク部17cの間に起伏シリ
ンダ14のピストンロッド14bの先端14cを挿入した状態
で、これをブラケット13の間に挿入し、各挿入孔13a,17
dを貫通させてピン11を挿入することにより、上記両ピ
ストンロッド14b,17bの先端を同一位置において、ブラ
ケット13に枢支することができる。

ここで、上記下レベリングシリンダ17と上レベリングシ
リンダ６とは２本の油路を介して接続されており、これ
により、作業台５を常に水平状態に保持するレベリング
装置が構成されている。具体的には、上記２本の油路の
うちの１本により、下レベリングシリンダ17のボトム側
油室と上レベリングシリンダ６のボトム側油室とが連通
され、残りの１本により、上レベリングシリンダ６のロ
ッド側油室と下レベリングシリンダ17のロッド側油室と
が連通されている。このため、例えば、ブーム３が起立
作動されると、下レベリングシリンダ17は伸長されるの
であるが、この伸長に応じて上レベリングシリンダ６は
縮小され、作業台５が水平状態のまま保持される。

以上の構成の高所作業車は、さらに、車体に作用する転
倒方向モーメントを検出するモーメント検出装置を備え
ている。このモーメント検出のため、起伏シリンダ14お
よび下レベリングシリンダ17とブーム３のブラケット13
とを連結するピン11にロードセルが配設されており、こ
のロードセルによる起伏シリンダ14および下レベリング
シリンダ17に作用する軸力（負荷）を検出する。

このロードセルによる検出した軸力を用いて車体に作用
する転倒方向モーメントを算出するのであるが、この場
合、起伏シリンダ14に作用する軸力の方向と、下レベリ
ングシリンダ17に作用する軸力の方向とは、両シリンダ
14,17の軸方向が異なるため、異なる。具体的には、第
３図に示すように、ピン11の位置を点ｐで示すと、起伏
シリンダ14に作用する軸力はベクトルＡで示され、下レ
ベリングシリンダ17に作用する軸力はベクトルＢで示さ
れる。このため、ピン11に配設されたロードセルが検出
する軸力は、両ベクトルA,Bの合ベクトルＣ（点ｐから
点ｑに向かうベクトル）で示される力である。

但し、ロードセルが検出するのは、ベクトルＣの値のみ
であり、その方向は検出できない。このため、車体１に
作用する転倒方向モーメントの算出のためには、このベ
クトルＣの方向を予め設定しておく必要がある。ところ
が、起伏シリンダ14に作用する軸力（ベクトルＡ）およ
び下レベリングシリンダ17に作用する軸力（ベクトル
Ｂ）は、作業台５の搭載重量や、ブーム起伏角、ブーム
伸長量等に応じて変化するため、上記ベクトルＣの方向
も変化するという問題があり、この問題を考慮しておく
必要がある。

まず、起伏角の変化に対しては、起伏角変化に対する起
伏シリンダ14および下レベリングシリンダ17の軸線方向
の変化は計算できるので、起伏角毎に上記両ベクトルA,
Bの方向を算出すればベクトルＣの方向を算出できる。

次に、作業台５の搭載重量の変化の場合には、この変化
に対応して起伏シリンダ14に作用する軸力（ベクトル
Ａ）および下レベリングシリンダ17に作用する軸力（ベ
クトルＢ）は同時に比例的に変化するため、その合力
（ベクトルＣ）の大きさは変化してもその方向はほとん
ど変化しない。このため、この場合にも、予めベクトル
Ｃの方向を算出しておけば、問題ない。

ブーム３の伸長量が変化する場合について考える。この
場合には、作業台５の荷重に変化はないため下レベリン
グシリンダ17の軸力は変化せず、起伏シリンダ14の軸力
のみが変化する。例えば、ブーム３を伸長させると、起
伏シリンダ14の軸力が増加し、第３図において、ベクト
ルＡがベクトルＤに変化する。このため、ピン11が受け
る力は、ベクトルＤとベクトルＢとを合成したベクトル
Ｅ（点ｐから点ｒに向かうベクトル）となり、それまで
のベクトルＣとはその大きさのみならず方向も変化す
る。

しかしながら、起伏シリンダ14の軸線と下レベリングシ
リンダ17の軸線とのなす角はかなり鋭角であり、且つ、
起伏シリンダ14に作用する軸力は下レベリングシリンダ
17に作用する軸力に比べてかなり大きいため、第３図か
らも良く分かるように、起伏シリンダ14に作用する軸力
が多少変化しても、合力を示すベクトル（ベクトルＣも
しくはＥ）の方向はあまり変化しない。このため、合力
ベクトルの方向を代表的なブーム３の伸長量に対して設
定しておき、この方向に基づいてモーメントの算出を行
っても誤差は僅かであり、実用上は問題がない。なお、
ブーム３の伸長量を検出し、この検出値に基づいて上記
ベクトルＣの方向の誤差補正を行っても良く、このよう
にすれば、検出精度をさらに向上させることができる。

以上のようにして、若干の誤差の可能性はあるが、ブー
ム３の起伏角、伸長量に対応して車体１に作用するほぼ
正確な転倒方向モーメントの検出を行うことができる。

一方、アウトリガ８の張り幅、ブーム３の起伏角、伸長
量等に対応して、車体１の安定性の見地から、モーメン
トの限界値が設定されている。そして、上記のようにし
て検出されたモーメントがこの限界値に達すると、モー
メントをさらに増大させるようなブーム３の作動を規制
して、安定性を維持するようになっている。

ハ．考案の効果 以上説明したように、本考案によれば、起伏シリンダの
ブームへの枢着および下レベリングシリンダのブームへ
の枢着を同一位置において１本のピン部材により行い、
このピン部材に設けた負荷検出器（ロードセル）により
検出した負荷を用いてブーム作業車に作用するモーメン
トを検出するように構成しているので、起伏シリンダに
作用する軸力（負荷）および下レベリングシリンダに作
用する軸力（負荷）の合力をピン部材に設けた負荷検出
器だけで検出することができる。このため、車体に作用
する転倒方向モーメントの検出を行う負荷検出装置に必
要な負荷検出器は１つで良く、その構造を簡単にすると
ともに装置のコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る負荷検出装置を備えた高所作業車
を示す正面図、 第２図はこの高所作業車における起伏シリンダおよび下
レベリングシリンダとブーム３との連結部を示す斜視
図、 第３図はこの連結部に作用する力を示すベクトル図、 第４図は従来の高所作業車を示す正面図である。 １…車体、３…伸縮ブーム 4,14…起伏ブーム、５…作業台 6,7,17…レベリングシリンダ 11…ピン、13…ブラケット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車体上に少なくとも起伏自在に取り付けら
   れたブームと、 このブームと前記車体との間に配設され前記ブームを起
   伏させる起伏シリンダと、 前記ブームの先端に少なくとも上下に揺動自在に取り付
   けられた作業台と、 この作業台と前記ブームとの間に配設された上レベリン
   グシリンダ、前記ブームと前記車体との間に配設された
   下レベリングシリンダおよびこれら両レベリングシリン
   ダの油室を接続する油路を有し、前記起伏ブームの起伏
   による前記下レベリングシリンダの伸縮に応じて前記上
   レベリングシリンダを伸縮させて前記作業台を常に水平
   に保持させるレベリング装置とを 備えてなるブーム作業車において、前記ブームに作用す
   る負荷を検出する装置であって、 前記起伏シリンダの前記ブームへの枢着点および前記下
   レベリングシリンダの前記ブームへの枢着点を同一位置
   に配するとともにこの位置において１本のピン部材によ
   り前記起伏シリンダおよび前記下レベリングシリンダと
   前記ブームとを連結し、このピン部材に負荷検出器を設
   けたことを特徴とするブーム作業車の負荷検出装置。