JP2002128497A - 作業台荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構成を有するとともに作業台荷
重を直接検出することができるような作業台荷重検出装
置を得る。 【解決手段】 作業台荷重検出装置は、ブーム４の先端
に取り付けられたポスト部材８と、ポスト部材８に上下
方向に揺動自在に取り付けられた平行リンク機構９と、
平行リンク機構９の先端に取り付けられた作業台１０と
を有し、さらに、作業台とポスト部材との間に配設され
て作業台が平行リンク機構によりポスト部材に対して上
下に揺動移動することを抑える支持バネ１１と、この支
持バネ１１の圧縮変形に基づいて作業台荷重を検出する
リミットスイッチ１２とを備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高所作業車のよう
に、起伏等が自在なブームの先端に取り付けられる作業
台に関し、さらに詳しくはこの作業台荷重を検出する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高所作業車は、例えば、トラック等の車
体上に旋回台を配設し、この旋回台に起伏および伸縮自
在にブームを取り付け、ブームの先端に垂直ポストを配
設するとともに垂直ポストに水平旋回自在（首振り自
在）に作業台を取り付けて構成される。このような高所
作業車において、ブームの起伏および伸縮に応じて車体
に対する作業台の位置が変化し、作業台等から車体に作
用する転倒方向モーメントが変化する。このため、この
転倒方向モーメントが過大となって車体の安定性が損な
われることを防止するため、モーメント規制装置、作業
範囲規制装置といった転倒防止装置を用いることが従来
から良く知られている。

【０００３】このような転倒防止装置においては、作業
台およびブーム側から車体に作用する転倒方向モーメン
トを正確に検出することが必要であり、ブームシリン
ダ、レベリングシリンダ等の軸力からモーメントを検出
したり、作業台の荷重と作業台の位置からモーメントを
算出したりされている。ここで、ブームシリンダ、レベ
リングシリンダ等の軸力からモーメントを検出する場合
には、作業台荷重が変化した場合にこの荷重変化に対応
して変化する軸力に基づいてモーメントを算出するた
め、作業台荷重を検出することなく（すなわち、作業台
荷重検出装置を設けることなく）転倒防止を図ることが
できるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、一般的に高
所作業車においては、作業台への許容積載荷重が予め定
められており、この許容積載荷重を上回る過積載となる
場合にも規制、警報作動等を要求されることが多く、上
記のようにモーメントを直接検出する場合にはこのよう
な過積載の検出が行えないという問題がある。また、ブ
ームを倒伏作動させて作業台の下面を地面等に押し付け
た場合、これを検出したいという要求もあるが、モーメ
ントを直接検出する場合にはこのような検出も難しいと
いう問題がある。

【０００５】このようなことから、従来から作業台荷重
を直接検出する装置が提案されている。一例を挙げれ
ば、ブーム先端の垂直ポストに対してローラスライダ機
構を介して作業台を上下にスライド移動可能に取り付
け、垂直ポストに対して作業台を上方に押し上げるよう
に付勢するバネを設け、作業台積載荷重が大きくなって
作業台がバネ付勢力に抗して所定量以上下動したとき
に、これをリミットスイッチにより検出するように構成
したものがある。しかしながら、この構成ではローラス
ライダ機構が大型で且つ大きな重量を有するため、作業
台重量が増加し、且つ製品コストアップに繋がるという
問題がある。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
比較的簡単な構成を有するとともに作業台荷重を直接検
出することができるような作業台荷重検出装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明に係る作業台荷重検出装置は、ブームの先端
に取り付けられたポスト部材と、ポスト部材に上下方向
に揺動自在に取り付けられた平行リンク機構と、平行リ
ンク機構の先端に取り付けられた作業台とを有し、さら
に、作業台とポスト部材との間に配設されて作業台が平
行リンク機構によりポスト部材に対して上下に揺動移動
することを規制する規制手段と、この規制手段に作用す
る荷重に基づいて作業台荷重を検出する荷重検出手段と
を備えて構成される。

【０００８】このような構成の作業台荷重検出装置を用
いれば、作業台はポスト部材に対して平行リンク機構に
より支持される構成であり、作業台をポスト部材に取り
付ける構成が簡単である。また、平行リンク機構による
取り付けのみでは作業台は自重により下方に揺動してし
まうので、これを規制する手段、例えばバネが必要であ
るが、この規制手段に作用する荷重から作業台荷重を簡
単且つ確実に検出することが可能である。

【０００９】上記構成において、規制手段をポスト部材
に対して作業台を上方に付勢して支える弾性支持手段
（例えば、バネ）を有して構成し、荷重検出手段をこの
弾性支持手段による上方付勢力に抗した作業台の下方へ
の揺動移動量に基づいて作業台荷重を検出するように構
成することができる。この構成では、弾性支持手段によ
る支持力に抗して作業台が下方に移動されるが、この移
動量は弾性付勢力に比例するため、この移動量に基づい
て作業台荷重を簡単に検出できる。

【００１０】また、規制手段を、ポスト部材に対して作
業台を上方に付勢して支える第１弾性支持手段と、ポス
ト部材に対して作業台を下方に付勢して支える第２弾性
支持手段とを有して構成しても良い。この場合には、荷
重検出手段は、第１弾性支持手段による上方付勢力に抗
した作業台の下方への揺動移動量に基づいて作業台積載
荷重を検出し、第２弾性支持手段による下方付勢力に抗
した作業台の上方への揺動移動量に基づいて作業台押付
荷重を検出することができる。

【００１１】規制手段をポスト部材と作業台とを連結し
て平行リンク機構の作動を規制する連結部材を有して構
成することもできる。この場合には、荷重検出手段は、
連結部材に作用する軸方向力に基づいて作業台荷重を検
出する。

【００１２】なお、上記の構成において、ポスト部材が
ブームの先端に対して水平旋回自在であるように構成す
るのが好ましい。これにより作業台を首振り自在として
作業性を向上できるが、この場合、水平旋回自在なポス
ト部材に平行リンク機構を介して作業台を支持するとい
う簡単な構成で必要な機能を得ることができる。

【００１３】

【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１に本発明に係る
作業台荷重検出装置を有した高所作業車を示している。
この高所作業車は、運転キャビン１を有したトラック車
両の車体２の上に水平旋回自在に配設された旋回台３を
有して構成される。旋回台３にはブーム４が枢結されて
取り付けられており、ブーム４は起伏シリンダ５により
起伏作動される。ブーム４は、図示のように、基端ブー
ム４ａ、中間ブーム４ｂおよび先端ブーム４ｃを有して
入れ子式に構成されており、内蔵の伸縮シリンダ（図示
せず）により伸縮作動される。また、ブーム４の先端に
はブームヘッド４ｄが取り付けられている。

【００１４】ブームヘッド４ｄには上下に揺動自在に支
持部材７が取り付けられており、支持部材７には上方に
延びる垂直ポストが一体に設けられている。この支持部
材７は上部レベリングシリンダ６ａによりブームヘッド
４ｄに対して上下に揺動されるように構成されている。
ブーム４と旋回台３との間には下部レベリングシリンダ
６ｂが配設されており、下部レベリングシリンダ６ｂと
上部レベリングシリンダ６ａとの作用により、ブーム４
の起伏角の如何に拘わらず垂直ポストが常に垂直上方を
向くように支持部材７の揺動制御（レベリング制御）が
行われる。

【００１５】支持部材７の垂直ポストに嵌合してポスト
部材８が取り付けられており、ポスト部材８は垂直ポス
トを中心として水平回転自在となっている。このポスト
部材８に平行リンク機構９を介して作業台１０が取り付
けられており、平行リンク機構９の作用を受けて、作業
台１０はある程度上下に揺動する。

【００１６】このような構成の高所作業車の作動を説明
する。ブーム４を全縮させるとともに倒伏させてブーム
受け１６の上に載置させた格納状態でこの高所作業車を
走行させることが可能となっている。このようにして走
行して作業現場に移動すると、まず、アウトリガジャッ
キ１５を伸長させて車体２を持ち上げ支持する。次に、
作業者が作業台１０に搭乗し、作業台１０に設けられて
いる操作装置（図示せず）を操作して、旋回台３の旋
回、ブーム４の起伏および伸縮作動を制御し、作業者が
搭乗したまま作業台１０を所望高所に移動させる。これ
により作業者は所望高所での作業が可能となる。

【００１７】このようにして高所作業を行うために作業
台１０を高所に移動させるとき、作業台１０の移動位置
に応じて作業台１０、ブーム４等の重量により車体２に
作用する転倒モーメントが変化する。この高所作業車に
おいて、このような転倒モーメントがアウトリガジャッ
キ１５による安定許容範囲を超えるときに転倒モーメン
トが増加するようなブーム４の作動等を規制する転倒防
止装置が設けられている。このとき、転倒モーメントは
作業台１０に搭乗する作業者の重量およびここに搭載さ
れる工具類、装置類の重量に大きく影響されるため、作
業台１０の搭載許容荷重が設定されており、実際の搭載
荷重が許容荷重を上回るときに警報を行うようになって
いる。このため、本例の高所作業車には作業台１０の搭
載荷重を検出する作業台荷重検出装置が設けられてい
る。

【００１８】この作業台荷重検出装置について以下に説
明する。まず、ポスト部材８に対する作業台１０の支持
構造を図２を参照して説明する。ポスト部材８には上下
に間隔をおいて上下リンク支持部材８ａ，８ｂが固定さ
れており、これらリンク支持部材８ａ，８ｂにそれぞれ
上下リンク部材９ａ，９ｂの基端部が上下に揺動自在に
枢結されている。これら上下リンク部材９ａ，９ｂの先
端部はそれぞれ作業台１０と一体に構成されて側方に突
出する連結部１０ｂに上下に揺動自在に枢結されてい
る。このように基端部および先端部がリンク支持部材８
ａ，８ｂおよび連結部１０ｂに枢結された状態で、上下
リンク部材９ａ，９ｂは上下に所定間隔をおいて平行に
延びており、平行リンク機構９が構成されている。

【００１９】このため、作業台９はポスト部材８に対し
て平行リンク機構９の揺動作動に応じて上下に移動可能
である。さらに、ポスト部材８が支持部材７に対して水
平旋回することにより作業台１０は支持部材７の回りを
水平旋回（首振り）作動可能となっている。但し、上記
平行リンク機構９による支持のみでは、作業台１０の自
重により平行リンク機構９は下方に揺動して作業台１０
は下動した状態となる。このため、作業台１０から一体
に延びる支持アーム１０ａと上リンク支持部材８ａとの
間に支持バネ１１が配設されている。支持バネ１１は上
リンク支持部材８ａに対して支持アーム１０ａを介して
作業台１０を上方に押し上げるように作用し、作業台１
０の搭載荷重が零もしくは小さいときに図２（Ａ）に示
す位置に作業台１０を保持する。

【００２０】一方、作業台１０の積載もしくは搭載荷重
Ｗが増加すると、この荷重Ｗが支持アーム１０ａを介し
て支持バネ１１に作用し、支持バネ１１を圧縮変形させ
る。これにより、図２（Ｂ）に示すように、平行リンク
機構９が揺動して作業台１０が支持バネ１１の圧縮変形
量だけ下動する。ここで、上リンク支持部材８ａには支
持アーム１０ａに対向して過積載検出リミットスイッチ
１２が配設されており、支持バネ１１の圧縮変形により
作業台１０が下動したときに支持アーム１０ａが過積載
検出リミットスイッチ１２を押してこれをオン作動させ
るようになっている。このように支持アーム１０ａが過
積載検出リミットスイッチ１２をオン作動させるときの
作業台１０の積載荷重Ｗが許容荷重になるように設定さ
れており、過積載検出リミットスイッチ１２のオン作動
により作業台１０の積載荷重が許容荷重を越えたことを
検出できるようになっている。なお、過積載検出リミッ
トスイッチ１２のオン、オフの関係は逆でも良い。

【００２１】過積載検出リミットスイッチ１２の回り
を、図２（ｃ）に詳しく示しており、この構成から分か
るように、支持バネ１１の取付部に過積載検出リミット
スイッチ１２を取り付けている。このように構成すれ
ば、支持バネ１１の変位量のみを検出でき、検出精度を
向上させることができる。

【００２２】次に、本発明に係る作業台荷重検出装置の
異なる例について図３を参照して説明する。この例で
は、図１および図２に示した例における支持バネ１１お
よび過積載検出リミットスイッチ１２に代えて、支持バ
ネユニット２０および過荷重検出リミットスイッチ３０
を、図示のように、作業台１０の支持アーム１０ａと上
リンク部材８ａとの間に配設している。

【００２３】支持バネユニット２０は、上リンク支持部
材８ａの上面に固設されたボス２１に枢結ピン２１ａを
介して枢結されたバネ保持チューブ２２と、支持アーム
１０ａの下面に固設されたボス２４に枢結ピン２４ａを
介して枢結されたバネ支持ロッド２５とを有する。バネ
保持チューブ２２はボス２１との枢結部を下にして上方
に延び、上端にカバープレート２２ａが固設されてい
る。バネ支持ロッド２５はボス２４との枢結部を上にし
て下方に延び、カバープレート２２ａの中央に形成され
た貫通孔を通ってバネ保持チューブ２２内に突出してい
る。バネ支持ロッド２５の下端にはバネ支持部材２６が
取り付けられており、このバネ支持部材２６の側端部は
バネ保持チューブ２２の外方に突出し、片側の端部（図
における右側端部）に検出カム２７が取り付けられてい
る。検出カム２７は、中間部２７ｂが上下に延びる平面
状に形成され、上下端部に上および下テーパ部２７ａ，
２７ｃが図示のように形成されている。

【００２４】この検出カム２７と側方から対向するよう
に過荷重検出リミットスイッチ３０が取付部材３５を介
して上リンク部材８ａに取り付けられている。過荷重検
出リミットスイッチ３０は検出カム２７の方に突出する
スイッチ体３１を有し、検出カム２７の平面状の中間部
２７ｃに当接した状態でスイッチ体３１が押し込まれて
オフとなり、上下テーパ部２７ａ，２７ｃのいずれかに
当接する状態でスイッチ体３１が押し出されてオンとな
る。なお、このリミットスイッチ３０のオン、オフ設定
は逆でも良い。

【００２５】一方、バネ保持チューブ２２内にはカバー
プレート２２ａとバネ支持部材２６とに挟まれるととも
にバネ支持ロッド２５の上に位置して下圧縮バネ２３ａ
が配設されており、ボス２４とカバープレート２２ａと
に挟まれるとともにバネ支持ロッド２５の上に位置して
上圧縮バネ２３ｂが配設されている。このため、上リン
ク支持部材８ａに対して支持アーム１０ａが下動される
とボス２４により上圧縮バネ２３ｂが圧縮され、支持ア
ーム１０ａが上動されると下圧縮バネ２３ａが圧縮され
る。

【００２６】このような構成の作業台過荷重検出装置に
おいては、作業台１０の積載荷重Ｗは支持アーム１０ａ
を介してボス２４から上圧縮バネ２３ｂに作用しこれを
圧縮する。このため、作業台１０の積載荷重Ｗが増加す
るのに応じて上圧縮バネ２３ｂが圧縮されて支持アーム
１０ａが下動し、平行リンク機構９の作用により作業台
１０も一緒に下動する。このとき、ボス２４に連結され
ているバネ支持ロッド２５と一緒に検出カム２７も下動
する。ここで、積載荷重Ｗが許容荷重となったときに、
図３（Ｂ）に示すように、検出カム２７の上テーパ部２
７ａが過荷重検出リミットスイッチ３０のスイッチ体３
１と当接する位置となるように上圧縮バネ２３ｂが設定
されている。このため、過荷重検出リミットスイッチ３
０がオフからオンになったことを検出して作業台１０の
積載荷重Ｗが許容荷重を越えたか否かを検出できる。

【００２７】一方、ブーム４を倒伏作動させたり縮小作
動させたりして作業台１０の底面を地面や建造物等に押
し付けるような場合がある。この場合には、作業台１０
は上方に押し上げられる力Ｆを受ける。この押し上げ力
Ｆは支持アーム１０ａも上方に押し上げる力として作用
し、バネ支持ロッド２５が引き上げられて下圧縮バネ２
３ａが圧縮される。この押し上げ力Ｆが許容値となった
ときに、図３（Ｃ）に示すように、検出カム２７の下テ
ーパ部２７ｃが過荷重検出リミットスイッチ３０のスイ
ッチ体３１と当接する位置となるように上圧縮バネ２３
ｂが設定されている。このため、過荷重検出リミットス
イッチ３０がオフからオンになったことを検出して作業
台１０の押し上げ力Ｆが許容値を越えたか否かを検出で
きる。

【００２８】次に、本発明に係る作業台荷重検出装置の
第３の例について図４を参照して説明する。この例で
は、ブームヘッド４ｄに上下揺動自在に取り付けられた
支持部材７の垂直ポスト７ａに、水平旋回自在にポスト
部材１８が取り付けられている。このポスト部材１８に
リンク機構１９を介して作業台１０′が取り付けられて
いる。リンク機構１９が、両端がそれぞれポスト部材１
８と作業台１０′の連結部１０ｂ′とに枢結されて平行
に配設された上下リンク部材１９ａ，１９ｂと、これら
リンク部材１９ａ，１９ｂの間に斜めに延びるとともに
両端がそれぞれポスト部材１８と連結部１０ｂ′とに枢
結された中間リンク部材１９ｃとを有して構成される。
このリンク機構１９では、中間リンク部材１９ｃにより
上下リンク部材１９ａ，１９ｂの揺動が規制されてお
り、作業台１０′は前述の例のように上下揺動すること
はない。

【００２９】この作業台１０′の積載荷重もしくは押し
付け荷重を検出するため、中間リンク部材１９ｃにこれ
に作用する軸力を検出する歪みゲージなどからなる軸力
検出器が設けられている。ここで上下リンク部材１９
ａ，１９ｂは水平に延びて配設されており、この部材に
は水平方向の力しか作用しないため、中間リンク部材１
９ｃの軸力を検出すれば、作業台積載もしくは押し付け
荷重を検出できる。なお、上下リンク部材１９ａ，１９
ｂを斜めに配設する場合には、これらにも軸力検出器を
設け、三つのリンク部材１９ａ，１９ｂ，１９ｃの軸力
からモーメントの釣り合いを考慮して作業台積載もしく
は押し付け荷重を求めることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
作業台はポスト部材に対して平行リンク機構により支持
される構成であり、作業台をポスト部材に取り付ける構
成が簡単である。また、平行リンク機構による取り付け
のみでは作業台は自重により下方に揺動してしまうの
で、これを規制する手段、例えばバネが必要であるが、
この規制手段に作用する荷重から作業台荷重を簡単且つ
確実に検出することが可能である。

【００３１】上記構成において、規制手段をポスト部材
に対して作業台を上方に付勢して支える弾性支持手段
（例えば、バネ）を有して構成し、荷重検出手段をこの
弾性支持手段による上方付勢力に抗した作業台の下方へ
の揺動移動量に基づいて作業台荷重を検出するように構
成することができる。この構成では、弾性支持手段によ
る支持力に抗して作業台が下方に移動されるが、この移
動量は弾性付勢力に比例するため、この移動量に基づい
て作業台荷重を簡単に検出できる。

【００３２】また、規制手段を、ポスト部材に対して作
業台を上方に付勢して支える第１弾性支持手段と、ポス
ト部材に対して作業台を下方に付勢して支える第２弾性
支持手段とを有して構成しても良い。この場合には、荷
重検出手段は、第１弾性支持手段による上方付勢力に抗
した作業台の下方への揺動移動量に基づいて作業台積載
荷重を検出し、第２弾性支持手段による下方付勢力に抗
した作業台の上方への揺動移動量に基づいて作業台押付
荷重を検出することができる。

【００３３】規制手段をポスト部材と作業台とを連結し
て平行リンク機構の作動を規制する連結部材を有して構
成することもできる。この場合には、荷重検出手段は、
連結部材に作用する軸方向力に基づいて作業台荷重を検
出する。

【００３４】なお、上記の構成において、ポスト部材が
ブームの先端に対して水平旋回自在であるように構成す
るのが好ましい。これにより作業台を首振り自在として
作業性を向上できるが、この場合、水平旋回自在なポス
ト部材に平行リンク機構を介して作業台を支持するとい
う簡単な構成で必要な機能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る作業台荷重検出装置を有した高所
作業車を示す正面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る作業台荷重検出
装置の構成を示す正面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る作業台荷重検出
装置の構成を示す正面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態に係る作業台荷重検出
装置の構成を示す正面図である。

【符号の説明】

４ ブーム ７ 支持部材 ８ ポスト部材 ９ 平行リンク機構 １０ 作業台 １０ａ 支持アーム １１ 支持バネ １２ 過積載検出リミットスイッチ ２０ 支持バネユニット ２２ バネ保持チューブ ２３ａ，２３ｂ 上および下圧縮バネ ２５ バネ支持ロッド ２７ 検出カム ３０ 過荷重検出リミットスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 弘明 群馬県利根郡新治村大字東峰須川414−１ 株式会社アイチコーポレーション新治工 場内 (72)発明者 八鍬 政和 埼玉県上尾市大字領家字山下1152番地の10 株式会社アイチコーポレーション上尾工 場内 (72)発明者 野原 嘉人 群馬県利根郡新治村大字東峰須川414−１ 株式会社アイチコーポレーション新治工 場内 (72)発明者 川角 敬志 群馬県利根郡新治村大字東峰須川414−１ 株式会社アイチコーポレーション新治工 場内 Ｆターム(参考） 3F333 AA08 AA15 AB01 AC01 AC08 BA12 BB03 BB09 BB23 BD02 BE02 CA15 FA09 FD06 FE03 FE04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブームの先端に取り付けられたポスト部
   材と、前記ポスト部材に上下方向に揺動自在に取り付け
   られた平行リンク機構と、前記平行リンク機構の先端に
   取り付けられた作業台とを有し、 前記作業台と前記ポスト部材との間に配設され、前記作
   業台が前記平行リンク機構により前記ポスト部材に対し
   て上下に揺動移動することを規制する規制手段と、前記
   規制手段に作用する荷重に基づいて前記作業台荷重を検
   出する荷重検出手段とを備えることを特徴とする作業台
   荷重検出装置。
2. 【請求項２】 前記規制手段が、前記ポスト部材に対し
   て前記作業台を上方に付勢して支える弾性支持手段を有
   して構成され、 前記荷重検出手段が、前記弾性支持手段による上方付勢
   力に抗した前記作業台の下方への揺動移動量に基づいて
   前記作業台荷重を検出するように構成されていることを
   特徴とする請求項１に記載の作業台荷重検出装置。
3. 【請求項３】 前記規制手段が、前記ポスト部材に対し
   て前記作業台を上方に付勢して支える第１弾性支持手段
   と、前記ポスト部材に対して前記作業台を下方に付勢し
   て支える第２弾性支持手段とを有して構成され、 前記荷重検出手段が、前記第１弾性支持手段による上方
   付勢力に抗した前記作業台の下方への揺動移動量に基づ
   いて前記作業台積載荷重を検出し、前記第２弾性支持手
   段による下方付勢力に抗した前記作業台の上方への揺動
   移動量に基づいて前記作業台押付荷重を検出するように
   構成されていることを特徴とする請求項１に記載の作業
   台荷重検出装置。
4. 【請求項４】 前記規制手段が前記ポスト部材と前記作
   業台とを連結して前記平行リンク機構の作動を規制する
   連結部材を有して構成され、 前記荷重検出手段が、前記連結部材に作用する軸方向力
   に基づいて前記作業台荷重を検出するように構成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の作業台荷重検出
   装置。