JP2000281297A - 電気駆動式作業機の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリの残存容量が少なくなったときに適
切に充電を行うことができ、過放電によりバッテリの寿
命を低下させたり、作業の途中で作業機が作動不能にな
るような事態の発生を防止することができる電気駆動式
作業機の安全装置を提供する。 【解決手段】 コントローラ４０は、油圧ポンプ３１の
吐出部に繋がる油路３６の油圧を検出する圧力センサ３
７からの検出信号に基づいてバッテリ３３の残存容量Ｖ
を算出し、このようにして得られたバッテリ３３の残存
容量Ｖが予め定めた所定値Ｖ１を下回ったときには作業
台１７を上昇移動させる昇降シリンダ１８の作動を禁止
するとともに、車体１１を高速走行させる油圧モータ１
４，１５の作動を禁止する。更に、バッテリ３３の残存
容量Ｖが走行可能な下限値である所定値Ｖ２（＜Ｖ１）
を下回ったときには車体１１を走行させる油圧モータ１
４，１５の作動を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリの電気力
を用いてアクチュエータを作動させる構成の電気駆動式
作業機の安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気駆動式作業機には種々のものがあ
り、例えば電気駆動式の高所作業車が知られている。こ
の電気駆動式の高所作業車は、走行装置を備えた車体上
に昇降装置が設けられ、この昇降装置に作業車搭乗用の
作業台が取り付けられて構成されている。そして、これ
ら昇降装置や走行装置を作動させるアクチュエータ（油
圧シリンダや油圧モータ等）を車両搭載のバッテリから
の電気力を用いて作動させるようになっている。すなわ
ち、バッテリにより電動モータを駆動して油圧ポンプを
作動させ、この油圧ポンプから吐出される油圧を供給し
て上記アクチュエータを作動させる構成になっている。

【０００３】このようにバッテリを動力源とする作業機
の場合には、バッテリの放電容量を監視する装置が設け
られており、バッテリの残存容量の不足により作業が途
中でできなくなったり、或いは過放電によりバッテリに
ダメージを与えて寿命を低下させてしまうようなことが
防止されるようになっている。バッテリの放電容量は、
シャント抵抗の電位差から求められる電流や電力供給ラ
インに発生する磁界をＣＴ等で検出して得られる電流を
用いて算出することが可能であり、求められた放電容量
はランプ等により視覚的に、或いはブザー等により聴覚
的に作業者に報知される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにバッテリの放電容量が作業者に報知されても、作業
者がこれに気付かず作業を中断しなかった場合には過放
電によりバッテリがダメージを受けて寿命が低下してし
まったり、或いは過放電にまでは至らなくても残存容量
不足により途中で作業不能になったりする虞があった。
また、作業機が上述の高所作業車であれば移動の途中で
走行不能になる虞もあった。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、バッテリの残存容量が少なくなったときに
適切に充電を行うことができ、過放電によりバッテリの
寿命を低下させたり、作業の途中で作業機が作動不能に
なるような事態の発生を防止することができる電気駆動
式作業機の安全装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る安全装置は、バッテリの電気力を
用いてアクチュエータ（例えば、実施形態における昇降
シリンダ１８及び油圧モータ１４，１５）を作動させる
構成の電気駆動式作業機（例えば、実施形態における高
所作業車１０）において、バッテリの残存容量を検出す
る残存容量検出手段（例えば、実施形態における圧力セ
ンサ３７及びコントローラ４０）と、残存容量検出手段
により検出されたバッテリの残存容量に応じて電力消費
量の大きなアクチュエータの作動の規制を行う規制手段
（例えば、実施形態におけるコントローラ４０）とを備
えている。

【０００７】本発明に係る安全装置においては、バッテ
リの残存容量に応じて電力消費量の大きなアクチュエー
タの作動の規制が行われるので、バッテリの残存容量が
少なくなったときには作業者はこれを確実に認識するこ
とができるとともに、適切な時期に充電を行うことがで
きるので、バッテリの残存容量不足を招くことがなく、
作業の途中で作業機が作動不能になるようなことがな
い。また、このためバッテリを過放電させることもな
く、寿命を低下させることがない。なお、残存容量検出
手段からの検出情報に応じて上記規制の内容を表示する
表示手段（例えば、実施形態における表示器２５及びコ
ントローラ４０）を備えていることが好ましい。

【０００８】ここで、上記電気駆動式作業機が作業者搭
乗用の作業台及びアクチュエータの作動により作業台を
昇降移動させる昇降装置とを有している構成の場合に
は、規制手段は、バッテリの残存容量が予め定めた所定
値（例えば、実施形態における所定値Ｖ１）を下回った
ときに作業台を上昇移動させるアクチュエータの作動を
禁止する規制を行うことが好ましい。

【０００９】また、電気駆動式作業機がアクチュエータ
の作動により駆動される走行装置を有し、走行装置は高
低二段階の速度で電気駆動式作業機を走行させることが
可能になっている構成の場合には、規制手段は、バッテ
リの残存容量が予め定めた第１の所定値（例えば、実施
形態における所定値Ｖ１）を下回ったときに電気駆動式
作業機を高速走行させるアクチュエータの作動を禁止す
る規制を行うことが好ましく、また、更に放電が進んで
バッテリの残存容量が第１の所定値よりも小さい第２の
所定値（例えば、実施形態における所定値Ｖ２）を下回
ったときには電気駆動式作業機を走行させるアクチュエ
ータの作動を禁止する規制を行うことが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。図２は本発明に係る
安全装置を備えた電気駆動式作業機、すなわち電気駆動
式の高所作業車１０を示している。この高所作業車１０
は左右にクローラ装置１２，１３を備えた車体１１と、
車体１１の上部に取り付けられて上下方向に伸縮自在な
シザースリンク１６と、シザースリンク１６の上端に取
り付けられた作業者搭乗用の作業台１７とを有して構成
されている。

【００１１】左右のクローラ装置１２，１３はこれら各
々に対応して設けられた油圧モータ１４，１５を油圧に
より回転駆動することにより作動させることができるよ
うになっている。シザースリンク１６は、下端側が車体
１１の上部に取り付けられるとともに上端側が作業台１
７の下部に取り付けられており、車体１１とシザースリ
ンク１６とを掛け渡すように設けられた昇降シリンダ１
８を油圧で伸縮作動させることによりシザースリンク１
６を上下に伸縮させて作業台１７を昇降移動させること
ができるようになっている。図２における実線は作業台
１７の上動位置を示し、二点鎖線は作業台１７の下動位
置を示している。

【００１２】作業台１７の上面側には作業者転落防止用
の手摺１７ａが設けられており、この手摺１７ａに設け
られた操作ボックス２０には昇降レバー２１、走行レバ
ー２２，２３及び走行速度選択スイッチ２４が取り付け
られている。昇降レバー２１は作業台１７の昇降移動指
令を行うためのものであり、前後方向に傾動操作するこ
とにより作業台１７を上昇又は下降させる指令を行うこ
とができるようになっている。走行レバー２２，２３は
クローラ装置１２，１３の作動指令を行うためのもので
あり、前後方向に傾動操作することによりクローラ装置
１２，１３を前転若しくは後転させる指令を行うことが
できるようになっている。走行速度選択スイッチ２４は
車体１１の走行速度を高低二段階で選択するためのもの
であり、前後いずれかの方向に倒すことにより（トグル
スイッチになっている）、高速走行及び低速走行のいず
れかを選択することができるようになっている。

【００１３】図１にも示すように、上記昇降シリンダ１
８及び油圧モータ１４，１５（これらをまとめてアクチ
ュエータと称する）は車体１１に搭載された油圧ポンプ
３１から供給される油圧により作動され、油圧ポンプ３
１は電動モータ３２により駆動されるようになってい
る。また、電動モータ３２は車体１１の下部に搭載され
たバッテリ３３から供給される電力を受けて駆動される
ようになっている。油圧ポンプ３１から吐出された作動
油は昇降シリンダ制御バルブ４１を介して昇降シリンダ
１８に供給され、油圧モータ制御バルブ４２，４３を介
して油圧モータ１４，１５に供給される。

【００１４】昇降シリンダ制御バルブ４１及び油圧モー
タ制御バルブ４２，４３の作動制御は昇降レバー２１及
び走行レバー２２，２３の操作により行われる。すなわ
ち、昇降レバー２１の操作により出力される操作信号及
び走行レバー２２，２３の操作により出力される操作信
号を受けたコントローラ４０はこれらに基づいて昇降シ
リンダ制御バルブ４１及び油圧モータ制御バルブ４２，
４３の作動制御を行う。このため作業台１７に搭乗した
作業者は昇降レバー２１を操作することによりシザース
リンク１６を伸縮させて作業台１７を昇降させることが
可能であり、走行レバー２２，２３を操作することによ
り左右のクローラ装置１２，１３を作動させて車体１１
を走行させることが可能である。

【００１５】バッテリ３３から電動モータ３２に至る電
力供給ライン３４には電力供給制御を行うためのスイッ
チ装置３５が設けられており、このスイッチ装置３５の
作動はコントローラ４０により制御されるようになって
いる。ここで、コントローラ４０は昇降レバー２１及び
走行レバー２２，２３が操作されたときにのみスイッチ
装置２をオンにしてバッテリ３３から電動モータ３２に
電力供給を行わせ、電動モータ３２を駆動するようにな
っている。このためレバー２１〜２３が操作されていな
いときには電動モータ３２への電力供給が遮断され、バ
ッテリ３３の電力の無駄な消費が抑えられる。

【００１６】またコントローラ４０は、図示しない変速
機構を電気駆動して電動モータ３２の回転数を高低二段
階に切換え設定することが可能になっている。ここで、
走行速度選択スイッチ２４により低速走行が選択されて
いるときには、コントローラ４０は電動モータ３２が低
速で回転するように設定する。このときには走行レバー
２２，２３の操作により車体１１の低速走行のみが可能
となる。一方、走行速度選択スイッチ２４により高速走
行が選択されているときには、コントローラ４０は電動
モータ３２が高速で回転するように設定する。このとき
には高速での走行が可能であるが、走行レバー２２，２
３の操作量を小さくすれば低速走行も可能である。

【００１７】また、コントローラ４０は上記のような制
御のみならず、油圧ポンプ３１の吐出部に繋がる油路３
６の油圧を検出する圧力センサ３７からの検出信号に基
づいてバッテリ３３の放電容量（電力消費量）及び残存
容量の検出（算出）も行うようになっている。以下、こ
れについて説明する。

【００１８】油圧ポンプ３１の吐出油圧はポンプ駆動ト
ルクに比例し、ポンプ駆動トルクは電動モータ３２の駆
動トルクに等しく、電動モータ３２の駆動トルクは電動
モータ３２の駆動電流に対応する。このためコントロー
ラ４０は、圧力センサ３７からの検出信号に基づいて電
動モータ３２の駆動電流を算出することが可能である。
この算出は、圧力センサ３７の検出信号を増幅し、予め
計測記憶されている油圧とモータ駆動電流との関係テー
ブルからこのように増幅した油圧検出信号に対応する電
動モータ３２の駆動電流を読み取って行われる。なお、
電動モータ３２の駆動トルクと駆動電流とは理論的に計
算可能であり、計算によって求めることが可能である。
また、上記電動モータ３２の駆動電流は、圧力センサ３
７により検出される油圧ポンプ３１の吐出油圧と制御バ
ルブ４１〜４３を通過する作動油の流量（制御バルブ４
１〜４３の駆動電流から求められる）とを用いて算出す
ることも可能である。

【００１９】コントローラ４０は、上述のように入力さ
れた昇降レバー２１及び走行レバー２２，２３からのレ
バー操作信号に基づいて電動モータ３２の駆動の有無を
検出しており、上記のように求めた駆動電流を電動モー
タ３２の駆動されている間において積算することにより
バッテリ３３の放電容量（電力消費量）を検出する（算
出する）。この結果、バッテリ３３の現在の容量、すな
わち残存容量を算出することができる。このような算出
結果（バッテリ残存容量、バッテリ消費容量、バッテリ
消費率等）は操作ボックス２０上の表示器２５において
デジタル表示、ＬＥＤ表示等される。

【００２０】コントローラ４０は、このようにして検出
されたバッテリ３３の残存容量Ｖに応じて電力消費量の
大きなアクチュエータ（昇降シリンダ制御バルブ４１及
び油圧モータ制御バルブ４２，４３）の作動を規制す
る。すなわち、検出されたバッテリ３３の残存容量Ｖが
予め定めた所定値Ｖ１（バッテリ３３の定格電圧が２４
ボルトである場合には、例えば１８ボルト）を下回った
ときには、コントローラ４０は、昇降レバー２１が操作
されて作業台１７を上昇させる操作信号が入力されても
これを無視し、作業台１７を上昇移動させる昇降シリン
ダ１８の作動を禁止する。なお、このとき作業台１７を
降下させる作動は可能である。更に、このようにバッテ
リ３３の残存容量Ｖが所定値Ｖ１を下回ったときには、
走行速度選択スイッチ２４により高速走行が選択されて
いてもこれを無視し、車体１１を高速走行させる油圧モ
ータ１４，１５の作動を禁止する。なお、このとき低速
走行は可能であるので、作業者は作業を中断して速やか
にＡＣコンセントのある場所へ移動してバッテリ３３の
充電を行うことが好ましい。

【００２１】上述のような規制が働いているにも拘わら
ず作業を継続したり、若しくは低速走行で移動中に更に
バッテリ３３の起電力が低下したりすることにより、バ
ッテリ３３の残存容量Ｖが走行可能な下限値である所定
値Ｖ２（＜Ｖ１。バッテリ３３の定格電圧が２４ボルト
及び第１の所定値Ｖ１が１８ボルトであれば、例えば１
２ボルト）を下回ったときには、コントローラ４０は、
走行レバー２２，２３が操作されてクローラ装置１２，
１３を作動させる操作信号が入力されてもこれを無視
し、車体１１を走行させる油圧モータ１４，１５の作動
を禁止する。これにより車体１１の走行はできなくなる
が、過放電によりバッテリ３３にダメージを与えて寿命
を低下させる虞がない。

【００２２】このように本発明においては、バッテリ３
３の残存容量Ｖに応じて電力消費量の大きなアクチュエ
ータ（昇降シリンダ１８及び油圧モータ１４，１５）の
作動の規制が行われるので、バッテリ３３の残存容量が
少なくなったときには作業者はこれを確実に認識するこ
とができるとともに、適切な時期に充電を行うことがで
きるので、バッテリ３３の残存容量不足を招くことがな
く、作業の途中で作動不能になることがない。また、こ
のためバッテリ３３を過放電させることもなく、寿命を
低下させることがない。

【００２３】また、上記のような規制が行われていると
きには、前述の表示器２５にその規制内容が表示される
ようになっている。表示器２５のパネルには「上昇禁
止」、「高速走行禁止」、「走行禁止」という文字列が
記載されており、これら文字列の近傍には各々に対応し
たランプが設けられている。そして、上記規制が行われ
ているときにはその規制内容に対応するランプがコント
ローラ４０からの信号により点灯するようになってい
る。このため作業者は現在行われている規制内容を充分
に把握することができる。

【００２４】以上、本発明に係る安全装置の実施形態を
示したが、本発明は上述のものに限られるものではな
い。例えば、バッテリ３３の残存容量の算出は必ずしも
上記の方法による必要はなく、シャント抵抗の電位差を
検出して得られる電流、或いは電力供給ライン３４に発
生する磁界をＣＴ等で検出して得られる電流を用いてバ
ッテリ３３の放電容量及び残存容量を算出する構成等で
あっても構わない。また、上記実施形態における高所作
業車１０のアクチュエータ（昇降シリンダ１８及び油圧
モータ１４，１５）は油圧を介して作動する油圧式のア
クチュエータであったが、油圧を介さず電気力のみで作
動する電気式のアクチュエータであっても勿論構わな
い。更に、本発明に係る安全装置が適用される対象は上
述の高所作業車に限られず、バッテリからの電気力を用
いてアクチュエータを駆動する構成の電気駆動式作業機
であれば適用可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電気
駆動式作業機の安全装置によれば、バッテリの残存容量
に応じて電力消費量の大きなアクチュエータの作動の規
制が行われるので、バッテリの残存容量が少なくなった
ときには作業者はこれを確実に認識することができると
ともに、適切な時期に充電を行うことができるので、バ
ッテリの残存容量不足を招くことがなく、作業の途中で
作業機が作動不能になるようなことがない。また、この
ためバッテリを過放電させることもなく、寿命を低下さ
せることがない。なお、残存容量検出手段からの検出情
報に応じて上記規制の内容を表示する表示手段を備えて
いることが好ましい。

【００２６】ここで、上記電気駆動式作業機が作業者搭
乗用の作業台及びアクチュエータの作動により作業台を
昇降移動させる昇降装置とを有している構成の場合に
は、規制手段は、バッテリの残存容量が予め定めた所定
値を下回ったときに作業台を上昇移動させるアクチュエ
ータの作動を禁止する規制を行うことが好ましい。

【００２７】また、電気駆動式作業機がアクチュエータ
の作動により駆動される走行装置を有し、走行装置は高
低二段階の速度で電気駆動式作業機を走行させることが
可能になっている構成の場合には、規制手段は、バッテ
リの残存容量が予め定めた第１の所定値を下回ったとき
に電気駆動式作業機を高速走行させるアクチュエータの
作動を禁止する規制を行うことが好ましく、また、更に
放電が進んでバッテリの残存容量が第１の所定値よりも
小さい第２の所定値を下回ったときには電気駆動式作業
機を走行させるアクチュエータの作動を禁止する規制を
行うことが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る安全装置の構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明に係る安全装置を備えた高所作業車の斜
視図である。

【符号の説明】

１０ 高所作業車（電気駆動式作業機） １２，１３ クローラ装置（走行装置） １４，１５ 油圧モータ（アクチュエータ） １６ シザースリンク（昇降装置） １７ 作業台 １８ 昇降シリンダ（アクチュエータ） ２５ 表示器（表示手段） ３３ バッテリ ３７ 圧力センサ（残存容量検出手段） ４０ コントローラ（制御手段、残存容量検出手段、
規制手段、表示手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリの電気力を用いてアクチュエー
   タを作動させる構成の電気駆動式作業機の安全装置であ
   って、 前記バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段
   と、 前記残存容量検出手段により検出された前記バッテリの
   残存容量に応じて電力消費量の大きな前記アクチュエー
   タの作動の規制を行う規制手段とを備えたことを特徴と
   する電気駆動式作業機の安全装置。
2. 【請求項２】 前記電気駆動式作業機が作業者搭乗用の
   作業台及び前記アクチュエータの作動により前記作業台
   を昇降移動させる昇降装置とを有しており、 前記規制手段が、前記バッテリの残存容量が予め定めた
   所定値を下回ったときに前記作業台を上昇移動させる前
   記アクチュエータの作動を禁止する規制を行うことを特
   徴とする請求項１記載の電気駆動式作業機の安全装置。
3. 【請求項３】 前記電気駆動式作業機が前記アクチュエ
   ータの作動により駆動される走行装置を有し、前記走行
   装置は高低二段階の速度で前記電気駆動式作業機を走行
   させることが可能になっており、 前記規制手段が、前記バッテリの残存容量が予め定めた
   第１の所定値を下回ったときに前記電気駆動式作業機を
   高速走行させる前記アクチュエータの作動を禁止する規
   制を行い、前記バッテリの残存容量が前記第１の所定値
   よりも小さい第２の所定値を下回ったときに前記電気駆
   動式作業機を走行させる前記アクチュエータの作動を禁
   止する規制を行うことを特徴とする請求項１記載の電気
   駆動式作業機の安全装置。
4. 【請求項４】 前記残存容量検出手段からの検出情報に
   応じて前記規制の内容を表示する表示手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気駆動
   式作業機の安全装置。