JPH058496Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は高所作業車の荷重検出装置に関するも
のである。

（従来技術） 一般に高所作業車においては、旋回台に起伏可
能に枢着されたブームを起伏用油圧シリンダによ
り起伏動自在に支持する一方、該ブームの先端作
業者搭乗用の架台を枢着するとともに、上記ブー
ム先端部と上記架台の間にレベリング用第２シリ
ンダをまた上記ブームの基端部と上記旋回台との
間に上記レベリング用第２シリンダと油圧的に連
動連結されたレベリング用第１シリンダをそれぞ
れ配置し、上記ブームの起伏動にかかわらず上記
架台を常時所定姿勢で保持するようにしている。

ところで、高所作業車においては、ブームに作
用するモーメントの実測値と予め求めた限界値と
を比較し、実測値が限界値に達すると警報を発し
て作業者に注意を促してるいは高所作業車の動き
そのものを停止させることによりその安定性能を
確保するようにしている。そして、この場合、ブ
ームのモーメント荷重は、起伏用油圧シリンダの
坦持荷重から演算により求めこれを実測値とする
のが一般的である。

ところが、上記の如くレベリング用シリンダを
備えた高所作業車においては、ブームのモーメン
ト荷重はその全てが起伏用油圧シリンダに担持さ
れるものでなく、その一部はこのレベリング用シ
リンダにおいても坦持されるところから、上述の
如く起伏用油圧シリンダの坦持荷重のみからブー
ムのモーメント荷重を算出したのでは実際値と実
測値との間にレベリング用シリンダの坦持分だけ
差が生じ、正確な性能制御ができないという問題
があつた。

また、このような不具合を解決する方法とし
て、例えば起伏用油圧シリンダとレベリング用シ
リンダの両方に荷重検出機構を設けて両者の検出
値からブームのモーメント荷重を演算する方法と
から、旋回台の下方に荷重検出機構を設けてこの
検出値からモーメント荷重を演算する方法とかが
知られているが、これらはいずれも構造が複雑で
且つ高価になるという欠点があり、現実的ではな
い。

（考案の目的） 本考案は上記従来技術の項で指摘した問題点を
解決しようとするもので、旋回台とブームとの間
に起伏用油圧シリンダとレベリング用シリンダと
を備えた高所作業車において、より簡単且つ安価
な構成によりブームのモーメント荷重を正確に検
出し得るようにした荷重検出装置を提供すること
を目的としてなされたものである。

（目的を達成するための手段） 本考案は上記従来技術の項で指摘した問題点を
解決しようとするもので、車両上で旋回自在に搭
載した旋回台と、該旋回台に対してその基端部を
起伏調整自在に枢着したブームと、上記旋回台の
適所と上記ブームの適所との間に配設されその伸
縮動により上記ブームを起伏動させる起伏用油圧
シリンダと、上記ブームの先端に起伏自在に枢着
連結された作業者搭乗用の架台と、上記ブームと
上記旋回台との間にしかも上記起伏用油圧シリン
ダと平行方向に向けて配設され上記ブームの起伏
動により伸縮せしめられるレベリング用第１シリ
ンダと上記架台とブームとの間に配設され且つ上
記レベリング用第１シリンダに対して油圧的に連
動連結したレベリング用第２シリンダとからなり
上記旋回台に対する架台の起伏角度を所定の角度
に保持するレベリング装置とを備えた高所作業車
において、シリンダ機構よりなりそのピストンの
一端側の油室に上記起伏用油圧シリンダの伸び側
油室の内圧力と上記レベリング用第１シリンダの
伸び側油室の内圧力を、また他端側の油室に上記
起伏用油圧シリンダの縮み側油室の内圧力と上記
レベリング用第１シリンダの縮み側油室の内圧力
とをそれぞれ導入し上記ピストンにより上記各油
圧の釣合い状態に対応した変位力を出力させるよ
うにした圧力−荷重変換部と、該圧力−荷重変換
部の変位力を受け該変位力に対応した歪量を発生
する荷重−歪変換部と、該荷重−歪変換部におけ
る歪量を検出する歪検出部とを備え、上記歪検出
部の出力に基いて上記ブームのモーメント荷重を
検出するようにしたものである。

（作用） 本考案では上記の手段により、起伏用油圧シリ
ンダの内圧力とレベリング用第１シリンダの内圧
力とが圧力−荷重変換部のピストンに負荷されこ
れらの油圧の合成力に応じた歪量からブームのモ
ーメント荷重が演算により算出される。

（実施例） 以下、第１図を参照して本考案の好適な実施例
を説明する。

第１図には本考案の実施例に係る荷重検出装置
を備えた高所作業車の要部が示されており、同図
において符号１はブーム、２は車両上に旋回動自
在に搭載された旋回台であり、該旋回台２の上端
部２ａには上記ブーム１の基端部１ａがブーム支
点ピン３により上下方向に起伏自在に枢着されて
いる。

このブーム１の中段部１ｂと上記旋回台２との
間には起伏用油圧シリンダ５が取付けられてお
り、該ブーム１はこの起伏用油圧シリンダ５の伸
縮動により起伏動せめしられる。

さらに、このブーム１の先端部１ｃには作業者
搭乗用の架台４が上下方向に枢着自在に枢着され
ている。また、このブーム１の基端部１ａと上記
旋回台２との間にはレベリング用第１シリンダ６
が配置され、さらに上記架台４とブーム１の先端
部１ｃとの間にはレベリング用第２シリンダ７が
配置されている。

このレベリング用第１シリンダ６とレベリング
用第２シリンダ７とは油圧的に連動連結されてい
る。即ち、レベンリグ用第１シリンダ６の伸び側
油室６ａとレベリング用第２シリンダ７の伸び側
油室７ａは第１連結油路５１により、またレベリ
ング用第１シリンダ６の縮み側油室６ｂとレベリ
ング用第２シリンダ７の縮み側油室７ｂは第２連
結油路５２によりそれぞれ接続されており、ブー
ム１の起仰時にレベリング用第１シリンダ６が伸
長すると該レベリング用第１シリンダ６の伸長分
だけレベリング用第２シリンダ７が縮小し架台４
はブーム１の起伏角の如何にかかわらず常時一定
姿勢（水平姿勢）に保持される。

また、このレベリング用第１シリンダ６は、そ
の軸線が常に上記起伏用油圧シリンダ５の軸線と
平行となるようにその配置位置が設定されてい
る。そして、上記ブーム支点ピン３と上記レベリ
ング用第１シリンダ６のブーム１側の連結ピン４
６との間のブーム軸方向間隔は寸法₁に、また
上記ブーム支点ピン３と上記起伏用油圧シリンダ
５のブーム１側の連結ピン４７との間のブーム軸
方向間隔は寸法₂にそれぞれ設定されている。

一方、この起伏用油圧シリンダ５とレベリング
用第１シリンダ６の各油室はそれぞれ後述する荷
重検出器１０に連結されている。

荷重検出器１０は、ボデイ１１と軸体１２とを
有している。このボデイ１１は、その内部に、内
径寸法がそれぞれ異なる４つのシリンダ６１〜６
４と、空洞部６５とを同軸状に連続して形成した
筒体で構成されている。

軸体１２は、段付軸体で構成され、その一端１
２ａ側には、上記第１シリンダ６１に嵌挿される
第１ピストン２１と上記第２シリンダ６に嵌挿さ
れる第２ピストン２２と上記第３シリンダ６３に
嵌挿される第３のピストンの２３と上記第４シリ
ンダ６４に嵌挿される第４のピストン２４とを有
している。この軸体１２の各ピストンの受圧面の
うち、第１のピストン２１の端面で構成される第
１受圧面７１は第１油室３１に、第２のピストン
２２の第１のピストン２１側の端面で構成される
第２受圧面７２は第２油室３２に、第２のピスト
ン２２の第３のピストン２３側の端面で構成され
る第３受圧面７３は第３油室３３に、第３のピス
トン２３の第４のピストン２４側の端面で構成さ
れる第４受圧面７４は第４油室３４にそれぞれ臨
ましめられている。

尚、この実施例においては、これら軸体１２の
４つのピストン２１〜２４とボデイ１１の４つの
シリンダ６１〜６４よりなるシリンダ機構で実用
新案登録請求の範囲中の圧力−荷重変換部１３が
構成されている。

また、この軸体１２の他端１２ｂは上記ボデイ
１１の端部１１ａに固定されている。従つて、上
記各油室３１〜３４に油圧が作用し上記圧力−荷
重変換部１３にその軸方向への変位力が作用する
とき、この変位力が直接軸体１２の中段部１２ｃ
に形成した細軸状の歪発生部２５で構成される荷
重−歪変換部１４にその圧縮力（この実施例では
圧縮力として作用するように上記圧力−荷重変換
部１３を構成しているが、本考案の他の実施例で
は引張力として作用させてもよい）として伝達さ
れるようになつている。また、この荷重−歪変換
部１４には発生歪変換子４１と補償歪変換子４２
と計測増幅器４３とからなる歪検出部１５が設け
られており、該荷重−歪変換部１４部分に生じた
歪に対応する電気信号が出力される。

この実施例の荷重検出装置においては、上記荷
重−歪変換部１４に発生した歪量を測定すること
によつてブーム１のモーメント荷重を正確に検知
することができるものであり、その理論式を以下
に説明する。

今、レベリング用第１シリンダ６及び起伏用油
圧シリンダ５側においては、該レベリング用第１
シリンダ６の伸び側油室６ａの受圧面積をA₁、
油圧をP₁，縮み側油室６ｂの受圧面積をA₂、油
圧をP₂、起伏用油圧シリンダ５の伸び側油室５
ａの受圧面積をA₃、油圧をP₃、縮み側油室５ｂ
の受圧面積をA₄、油圧をP₄とする。また荷重検
出器１０側においては第１受圧面７１の受圧面積
をB₁、第２受圧面７２の受圧面積をB₂、第３受
圧面７３の受圧面積をB₃、第４受圧面７４の受
圧面積をB₄とする。尚、各油室の油圧は、上記
起伏用油圧シリンダ５及びレベリング用第１シリ
ンダ６側に対応して、第１油室３１側から第４油
室３４側にかけて順次P₁，P₃，P₂，P₄とする。

先ず、ブーム１側におけるモーメントの釣り合
いから、ブーム１のモーメント荷重を起伏用油圧
シリンダ５部分で全量坦持したと仮定した時の該
起伏用油圧シリンダ５の換算推力P_Oは、 P_O＝P_R＋（₁／₂）・P_L ……(1) 但し、 P_R（起伏用油圧シリンダ５の実際の推力） ＝A₃・P₃−A₄・P₄ ……(2) P_L（レベリング用第１シリンダ６の 実際の推力）＝A₁・P₁−A₂・P₂ ……(3) (1)，(2)，(3)式より P_O＝P_R＋（₁／₂）・P_L＝A₃・P₃−A₄・P₄＋
（₁／₂）・A₁・P₁−（₁／₂）・A₂・P₂
＝｛A₃・P₃＋（₁／₂）・A₁・P₁｝−｛A₄・
P₄＋（₁／₂）・A₂・P₂｝ ……(4) また一方、荷重検出器１０側においては、荷重
−歪変換部１４に作用する荷重（圧縮力）Ｎとす
ると、その釣り合いは、 Ｎ＝（B₂・P₃＋B₁・P₁） −（B₄・P₄＋B₃・P₂）＝P_O・（１／ｎ） ……(5) 但し、１／ｎは設定値（係数）であつて、 １／ｎ＝B₂／A₃＝（₂・B₁）／（₁・A₁）＝
B₄／A₄＝（₂・B₂）／（₁・A₂） ……(6) この第５式より、軸体１２の荷重−歪変換部１
４部分に作用する荷重Ｎを検出すればこれから容
易に演算によりブーム１の正確なモーメント荷重
Ｍ（＝P_O・₂・cosθ）が得られる。

このように、この実施例のものにおいては、相
互に平行配置された起伏用油圧シリンダ５とレベ
リング用第１シリンダ６の油圧を荷重検出器１０
に導入し、上記各油圧に対応して歪発生部２５に
発生する歪量から該歪発生部２５に作用する荷重
を検知（マツプ読み出し）することにより、ブー
ムの正確なモーメント荷重を容易に知ることがで
きるものである。

従つて、この荷重検出装置により検知されるブ
ームのモーメント荷重の計測値とその実際値とが
可及的に合致せしめられ、それだけクレーンの安
定性能を高精度に制御することが可能となる。

（考案の効果） 本考案の高所作業車の荷重検出装置は、車両上
へ旋回自在に搭載した旋回台と、該旋回台に対し
てその基端部を起伏調整自在に枢着したブーム
と、上記旋回台の適所と上記ブームの適所との間
に配設されその伸縮動により上記ブームを起伏動
させる起伏用油圧シリンダと、上記ブームの先端
に起伏自在に枢着連結された作業者搭乗用の架台
と、上記ブームと上記旋回台との間にしかも上記
起伏用油圧シリンダと平行方向に向けて配設され
上記ブームの起伏動により伸縮せしめられるレベ
リング用第１シリンダと上記架台とブームとの間
に配設され且つ上記レベリング用第１シリンダに
対して油圧的に連動連結したレベリング用第２シ
リンダとからなり上記旋回台に対する架台の起伏
角度を所定の角度に保持するレベリング装置とを
備えた高所作業車において、シリンダ機構よりな
りそのピストンの一端側の油室に上記起伏用油圧
シリンダの伸び側油室の内圧力と上記レベリング
用第１シリンダの伸び側油室の内圧力を、また他
端側の油室に上記起伏用油圧シリンダの縮み側油
室の内圧力と上記レベリング用第１シリンダの縮
み側油室の内圧力とをそれぞれ導入し上記ピスト
ンにより上記各油圧の釣合い状態に対応した変位
力を出力させるようにした圧力−荷重変換部と、
該圧力−荷重変換部の変位力を受け該変位力に対
応した歪量を発生する荷重−歪変換部と、該荷重
−歪変換部における歪量を検出する歪検出部とを
備え、上記歪検出部の出力に基いて上記ブームの
モーメント荷重を検出するようにしたことを特徴
とするものである。

従つて、本考案の高所作業車の荷重検出装置に
よれば、ブームのモーメント荷重を坦持する起伏
用油圧シリンダとレベリング用第１シリンダの油
圧をそれぞれ１個の荷重検出器の圧力−荷重変換
部に導きこれら各油圧の合成力に対応する歪量に
基いてブームのモーメント荷重を演算により算出
するものであるため、例えばブームのモーメント
荷重を坦持するレベリング用第１シリンダと起伏
用油圧シリンダの二つのシリンダのうち起伏用油
圧シリンダの油圧のみからブームのモーメント荷
重を演算算出する場合に比して荷重検出精度が向
上し、また起伏用油圧シリンダの荷重とレベリン
グ用第１シリンダの荷重とを１個の荷重検出器で
検出するようにしているため例えば、起伏用油圧
シリンダの荷重とレベリング用第１シリンダの荷
重とをそれぞれ別々に設けた荷重検出器によつて
検出しこれら検出値からブームのモーメント荷重
を演算算出する場合に比して装置が簡単で且つ安
価である等の実用的効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る高所作業車の荷
重検出装置のシステム図である。 １……ブーム、２……旋回台、３……ブーム支
点ピン、４……架台、５……起伏用油圧シリン
ダ、６……レベリング用第１シリンダ、７……レ
ベリング用第２シリンダ、８……レベリング装
置、１０……荷重検出器、１１……ボデイ、１３
……圧力−荷重変換部、１４……荷重−歪変換
部、１５……歪検出部、２１〜２４……ピスト
ン、３１〜３４……油室、４１……発生歪変換
子、４２……補償歪変換子、４３……計測増幅
器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 車両上へ旋回自在に搭載した旋回台と、該旋回
   台に対してその基端部を起伏調整自在に枢着した
   ブームと、上記旋回台の適所と上記ブームの適所
   との間に配設されその伸縮動により上記ブームを
   起伏動させる起伏用油圧シリンダと、上記ブーム
   の先端に起伏自在に枢着連結された作業者搭乗用
   の架台と、上記ブームと上記旋回台との間でしか
   も上記起伏用油圧シリンダと平行方向に向けて配
   設され上記ブームの起伏動により伸縮せしめられ
   るレベリング用第１シリンダと上記架台とブーム
   との間に配設され且つ上記レベリング用第１シリ
   ンダに対して油圧的に連動連結したレベリング用
   第２シリンダとからなり上記旋回台に対する架台
   の起伏角度を所定の角度に保持するレベリング装
   置とを備えた高所作業車において、シリンダ機構
   よりなりそのピストンの一端側の油室に上記起伏
   用油圧シリンダの伸び側油室の内圧力と上記レベ
   リング用第１シリンダの伸び側油室の内圧力を、
   また他端側の油室に上記起伏用油圧シリンダの縮
   み側油室の内圧力と上記レベリング用第１シリン
   ダの縮み側油室の内圧力とをそれぞれ導入し上記
   ピストンにより上記各油圧の釣合い状態に対応し
   た変位力を出力させるようにした圧力−荷重変換
   部と、該圧力−荷重変換部の変位力を受け該変位
   力に対応した歪量を発生する荷重−歪変換部と、
   該荷重−歪変換部における歪量を検出する歪検出
   部とを備え、上記歪検出部の出力に基いて上記ブ
   ームのモーメント荷重を検出するようにしたこと
   を特徴とする高所作業車の荷重検出装置。