JPH08175800A - 作業装置の荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業台の荷重を正確に検出でき、特に、作業
台が水平旋回自在になっている場合に、その旋回の如何
に拘らず常に正確な荷重検出ができるような荷重検出装
置を得る。 【構成】 作業台２１は作業台側ブラケット２２に取り
付けられており、作業台側ブラケット２２は垂直ポスト
部材２３に取り付けられた垂直ポスト側ブラケット２５
に対して垂直昇降自在に構成されている。そして、作業
台側ブラケット２２と垂直ポスト側ブラケット２５との
間にはロードセル３１が配設されており、作業台側ブラ
ケット２２から垂直ポスト側ブラケット２５に作用する
荷重を検出する。これにより、作業台２１の荷重は、垂
直ポスト側ブラケット２５に対して垂直昇降自在な作業
台側ブラケット２２が下降することによりロードセル３
１によって検出されるため、連続して正確な作業台２１
の荷重を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高所作業車のブームの
先端に取り付けられる作業台のように、垂直ポスト部材
に作業台が取り付けられてなる作業装置に関し、さらに
詳しくは、この作業装置において作業台の荷重（重量）
を検出する荷重検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高所作業車は、起伏、伸縮、旋回等が自
在なブームの先端に作業者が搭乗する作業台を有して構
成されており、ブーム先端にはブームの起伏に拘らず常
に垂直となるようにして垂直ポストが取り付けられ、こ
の垂直ポストに作業台が水平旋回自在に取り付けられて
いる。このような高所作業車においては、ブームの起
伏、伸縮、旋回作動に応じて車体に加わる転倒方向のモ
ーメントが変化するため、このモーメントが所定値を越
えるようなブームの起伏、伸縮、旋回作動を規制する作
業範囲規制装置を設け、安全な作業を行えるようにして
いる。

【０００３】従来における作業範囲規制装置は、車体に
加わるモーメントが所定値を越えないようにブームの許
容姿勢位置範囲（例えば、ブームの起伏、伸縮等に伴う
ブーム先端や、作業台の移動許容範囲）を予め設定して
おき、ブームの作動がなされたときにブームの実姿勢位
置がこの許容姿勢位置範囲を越えるようなブームの作動
規制を行うようになっていた。但し、作業台の積載荷重
は変動するものであり、この変動に応じて車体に加わる
モーメントも変動する。このため、従来の作業範囲規制
装置においては、垂直ポストに作用する作業台の荷重を
検出することにより、適切なブームの作動規制を行うこ
ととしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】作業台の荷重検出手段
としては、垂直ポストに対する作業台の支持をスプリン
グを介して行い、このスプリングの変位量をリミットス
イッチあるいは近接スイッチ等を用いて検出することに
より作業台の荷重を検出するように構成したものがあ
る。このように構成された荷重検出手段においては、機
械的なスイッチで検出するため、検出時の誤差が大きい
とともに、変化する荷重を連続的に検出することができ
ず、段階的な荷重しか検出することができないという問
題がある。

【０００５】また、図６に示すように、垂直ポスト６３
と作業台の支持部６２との間にロードセル７１を配設
し、作業台６１の荷重を正確に、且つ、連続して検出す
ることも考えられる。しかしながら、通常、作業台６１
の旋回作動はウオームギア６６を有したモータを作業台
６１側に配設し、このウオームギア６６を垂直ポスト６
３に配設したウオームホイール６４と噛合させ、モータ
の回転駆動を行うことにより垂直ポスト６３に対して作
業台６１を旋回させる。このため、上記のようにロード
セル７１を配設した場合、作業台の旋回作動時（モータ
の回転駆動時）に、反力によって作業台６１を持ち上げ
る（検出荷重が少なくなる）方向にモータの駆動力が作
用したり、作業台６１を押し付ける（検出荷重が大きく
なる）方向にモータの駆動力が作用したりするため、正
確な作業台６１の荷重検出を行うことができなくなると
いう問題がある。

【０００６】さらに、作業台６１の荷重中心（重心）Ｇ
は旋回中心Ｏから偏心しているため、ロードセル７１に
は、作業台６１の重量そのもののみならずこの偏心量を
モーメントアームとするモーメントも加わり、図７に示
すように、ロードセルの荷重分布Ｐｒは均一とはならな
い。このため、ロードセル６１が垂直ポスト６３側に固
定され、且つ、ロードセル７１における歪ゲージ７１ａ
の貼付位置が中心Ｏに対して偏心している場合には、作
業台６１の旋回方向によって検出荷重が変化するという
問題もある。

【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、作業台の垂直荷重（重量）を正確に検出で
きる荷重検出装置を提供することを目的とし、特に、作
業台が水平旋回自在になっている場合に、その旋回の如
何に拘らず常に正確な荷重検出ができるような荷重検出
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明においては、垂直ポスト部材に作用する作業
台の荷重を検出するに際し、垂直ポスト部材に対する作
業台の取付を垂直ポスト側ブラケットおよび作業台側ブ
ラケットを介して行うこととしている。垂直ポスト部材
には垂直ポスト側ブラケットが取り付けられるととも
に、作業台には作業台側ブラケットが取り付けられてい
る。そして、作業台側ブラケットおよび垂直ポスト側ブ
ラケットの一方には垂直方向に延びたガイドレールが設
けられ、他方のブラケットにはガイドレールに沿って移
動自在に配設されて垂直ポスト側ブラケットに対して作
業台側ブラケットを昇降移動させる昇降部材が設けられ
ている。さらに、作業台側ブラケットと垂直ポスト側ブ
ラケットとの間にはロードセルが配設されており、作業
台側ブラケットから垂直ポスト側ブラケットに作用する
垂直荷重を検出することとしている。

【０００９】

【作用】このように構成された作業装置の荷重検出装置
によれば、作業台の荷重が増加するに伴ってロードセル
のたわみ量が大きくなるが、垂直ポスト側ブラケットに
対して作業台側ブラケットは昇降自在であるため、作業
台側ブラケットが下降することにより作業台の荷重はロ
ードセルによって正確に検出される。なお、作業台側ブ
ラケットはガイドレールおよび昇降部材によって垂直ポ
スト側ブラケットに対して垂直方向にのみ移動自在であ
るため、ロードセルには捻れ力等が作用せず作業台側ブ
ラケットの垂直荷重のみが作用する。これにより、作業
台の荷重が変化しても、連続して正確な作業台の荷重
（垂直荷重）を検出することができる。なお、この場
合、より正確な荷重検出を行うために、ロードセルは垂
直ポスト側ブラケットおよび作業台側ブラケットの中央
部に設けるとともに、作業台側ブラケットはロードセル
に対して揺動可能に配設することが望ましい。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好ましい実施
例について説明する。本発明に係る荷重検出装置を有し
た高所作業車の一例を図４に示している。この高所作業
車１０は、車体１１上に旋回自在な旋回台１２を有し、
この旋回台１２に起伏自在に伸縮ブーム１３が取り付け
られている。この伸縮ブーム１３はテレスコピックに
（入れ子式に）伸縮自在な基端ブーム１３ｃ，中間ブー
ム１３ｂおよび先端ブーム１３ａからなり、基端ブーム
１３ｃが旋回台１２に支軸を介して枢支されて起伏自在
となっている。なお、この伸縮ブーム１３は内部に配設
された伸縮シリンダ（図示せず）により伸縮作動され、
旋回台１２と基端ブーム３ｃとの間に配設された起伏シ
リンダ１５により起伏作動される。また、車体１１の前
後左右４箇所には、作業時に伸長して車体１１を支持す
るアウトリガ１６が取り付けられている。

【００１１】先端ブーム１３ａの先端には旋回作業台装
置（作業装置）２０が配設されている。この旋回作業台
装置２０は、常時垂直状態を保持する垂直ポスト２３
と、この垂直ポスト２３に旋回自在に配設された垂直ポ
スト側ブラケット２５と、この垂直ポスト側ブラケット
２５に対して昇降自在に配設された作業台側ブラケット
２２と、この作業台側ブラケット２２に取り付けられた
作業台２１とから構成されている。

【００１２】ここで、図１から図３を加えて旋回作業台
装置２０について説明する。先端ブーム１３ａの先端部
には、上下に揺動自在に支持部材２３ａが取り付けら
れ、この支持部材２３ａは垂直ポスト２３に固着されて
いる。垂直ポスト２３には、垂直ポスト側ブラケット２
５に取り付けられたアーム部材２９がベアリング２８，
２８を介して回動自在に取り付けられている。これによ
り、垂直ポスト側ブラケット２５は上下に首振り自在で
あり、且つ、垂直ポスト２３を中心として水平旋回自在
となっている。

【００１３】支持部材２３ａの揺動作動は、先端ブーム
１３ａに配設されたレベリングシリンダ１６の伸縮作動
によってなされるが、この作動制御は図示しないレベリ
ング機構によって行われ、伸縮ブーム１３の起伏角度の
如何に拘らず垂直ポスト２３が常時垂直状態となるよう
に制御される。アーム部材２９の旋回作動は、垂直ポス
ト２３に固着されたウオームホイール２４と噛合すると
ともに、アーム部材２９に取り付けられたウオームギア
２７を回転させることによってなされる。このウオーム
ギア２７の回転駆動は、同じくアーム部材２９に取り付
けられた旋回駆動用モータ２６によって行われる。

【００１４】アーム部材２９における垂直ポスト２３の
枢支部と反対側の端部には垂直ポスト側ブラケット２５
が取り付けられている。この垂直ポスト側ブラケット２
５は、矩形状に形成されており、その上下左右の４箇所
には詳細を後述する作業台側ブラケット２２に設けられ
たローラガイド１２２，２２２内を回転するローラが配
設されている。このローラは、垂直ポスト側ブラケット
２５の両側面における上下位置に取り付けられたローラ
支持板４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄに取り付けられ
ている。各ローラ支持板４５ａ〜４５ｄにはそれぞれ、
回転軸が左右方向（作業台２１の幅方向）に延びる前後
規制用ローラ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂおよび、
回転軸が前後方向（垂直ポスト２３から作業台２１の方
向）に延びる左右規制用ローラ４３ａ，４３ｂ，４４
ａ，４４ｂが回転自在に配設されている。

【００１５】垂直ポスト側ブラケット２５の左右方向に
おける中間部には、ロードセル取付部材３５が固着され
ている。このロードセル取付部材３５の上面には、前後
方向に延びてロードセル３１が取り付けられている。ロ
ードセル３１の先端側（作業台２１側）は、ロードセル
取付部材３５から突出して配設されており、その先端部
には連結部材３２が枢支ピン３２ａによって前後方向に
揺動自在に枢支されている。

【００１６】連結部材３２は、ロードセル３１に枢支さ
れる基台部３２ｂと、この基台部３２ｂの上部に左右方
向に揺動自在に配設されたゴムブッシュ受け３２ｃとか
ら構成されている。ゴムブッシュ受け３２ｃの上面に
は、２個のゴムブッシュ（防振ゴム）３３，３３が取り
付けられている。これらゴムブッシュ３３，３３の上面
には、作業台側ブラケット２２に固着された作業台側ブ
ラケット支持部材３４が取り付けられる。

【００１７】作業台側ブラケット２２の左右側面には、
外側が開口した“コ”の字に形成されて上下方向に延び
るローラガイド（ガイドレール）１２２，２２２が配設
されている。これらローラガイド１２２，２２２におけ
る内側面１２２ａ，２２２ａには、垂直ポスト側ブラケ
ット２５に取り付けられた左右規制用ローラ（昇降部
材）４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂが当接接触する。
また、垂直ポスト側の面１２２ｂ，２２２ｂには、上側
の前後規制用ローラ４２ａ，４２ｂが当接接触し、作業
台側の面１２２ｃ，２２２ｃには、下側の前後規制用ロ
ーラ４１ａ，４１ｂが当接接触するように構成されてい
る。これにより、作業台側ブラケット２２と垂直ポスト
側ブラケット２５とは、前後および左右方向にずれるこ
となく垂直方向に昇降自在に構成される。

【００１８】上記のように構成された作業台側ブラケッ
ト２２には、作業者が搭乗可能な作業台２１が取り付け
られている。これにより、作業台２１の荷重は、作業台
側ブラケット２２と垂直ポスト側ブラケット２５との間
に配設されたロードセル３１によって検出される。作業
台２１に荷重が加わると、ロードセル３１におけるロー
ドセル取付部材３５から突出した部分が下方にたわみ、
このたわみ量が作業台２１の荷重として検出される。こ
のとき、たわみ量の分だけ作業台側ブラケット２２が垂
直ポスト側ブラケット２５に対して垂直に下降するが、
前記各ローラによって円滑な下降作動を行うため、検出
される荷重に影響を与えることがない。また、連結部材
３２はロードセル３１に対して前後左右方向に揺動自在
であるため、各ローラガイド１２２等と各ローラ４３ａ
等との間に生じた若干の隙間により作業台２１が前後左
右方向に揺動した場合であっても、作業台２１の円滑な
垂直方向の移動を行うことができる。

【００１９】作業台２１の積載荷重が大きくなると、そ
れに伴ってロードセル３１のたわみ量も大きくなるが、
余りたわみ量が大きくなるとロードセル３１に悪影響を
及ぼすこととなる。このため、上記の実施例において
は、積載荷重が最大許容荷重となったときに作業台側ブ
ラケット２２の下降作動を停止させるストッパを設け、
ロードセル３１の保護を図ることとしている。このスト
ッパは、作業台側ブラケット２２に固着されるストッパ
プレート４６ａ，４６ｂと、このストッパプレート４６
ａ，４６ｂに螺合されるストッパボルト４７ａ，４７ｂ
と、垂直ポスト側ブラケット２５に固着されるボルト受
け４８ａ，４８ｂとから構成され、作業台側ブラケット
２２が下降することによって、ストッパボルト４７ａ，
４７ｂと、ボルト受け４８ａ，４８ｂとが当接し、それ
以上の作業台側ブラケット２２の下降を規制するように
している。なお、作業台２１の振動はゴムブッシュ３
３，３３によって吸収されるため、ロードセル３１に悪
影響を与えることもない。

【００２０】このように構成された作業台の荷重検出装
置によれば、垂直ポスト２３に対して作業台２１がブー
ム１３の前方で停止している場合はもちろんのこと、作
業台２１が左右に旋回した場合や、旋回作動途中であっ
ても、常時正確な作業台２１の垂直荷重を検出すること
ができる。

【００２１】次に、図５を参照しながらロードセル３１
によって検出した荷重に基づく作動制御について説明す
る。ロードセル３１によって検出された検出信号は、作
業台（作業台に配設された図示しないブーム操作装置内
等）２１に配設されたロードセルアンプ５４に送信さ
れ、ロードセルアンプ５４は、同じく作業台２１に配設
された表示器５３に表示信号として送信するとともに伸
縮ブーム１３を介して車体１１に配設されたコントロー
ラ５１に制御信号として送信する。表示器５３には、作
業台２１の積載荷重が表示されるため、作業台２１に搭
乗した作業者が直接目視によって作業台２１の荷重を把
握することができる。

【００２２】また、コントローラ５１は、ロードセル３
１からの信号の他、伸縮ブーム１３の伸縮量、起伏角、
旋回角に基づいて伸縮ブーム１３の作動規制（モーメン
トリミッタ制御）を行う。そして、作業台２１の積載荷
重が許容荷重に達したり、モーメントリミッタによる規
制がなされたときは、作業台２１および車体１１に設け
られたスピーカ５２，５５によるボイスアラームを行い
作業者への注意を喚起する。これにより、精度のよい作
動制御が可能となるため、作業性の向上を図ることがで
きる。

【００２３】上記の実施例では、高所作業車のブーム先
端に旋回自在に取り付けられる作業台を例にして説明し
たが、本発明はこれに限られるものではなく、他の旋回
作業装置およびブームに対して旋回しない作業台にもも
ちろん適用できる。また、上記の実施例では、昇降部材
としてガイドレール（ローラガイド）に対して回転自在
なローラを用いることとしたが、摩擦係数の低い合成樹
脂等によって形成した、ガイドレールに対して摺動する
摺動部材を用いてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
作業台は作業台側ブラケットに取り付けられており、作
業台側ブラケットは垂直ポスト部材に取り付けられた垂
直ポスト側ブラケットに対して垂直昇降自在に構成され
ている。そして、作業台側ブラケットと垂直ポスト側ブ
ラケットとの間にはロードセルが配設されており、作業
台側ブラケットから垂直ポスト側ブラケットに作用する
垂直荷重を検出することとしている。これにより、作業
台の荷重が増加するに伴ってロードセルのたわみ量が大
きくなっても垂直ポスト側ブラケットに対して作業台側
ブラケットは昇降自在であり、作業台側ブラケットはロ
ードセルに対して垂直方向にのみ移動するため、作業台
側ブラケットが下降することにより作業台の垂直荷重は
ロードセルによって正確に検出される。このため、作業
台の荷重が変化しても、連続して正確な作業台の荷重を
検出することができ、作業台の検出荷重に基づいて行う
モーメントリミッタ制御等を正確に行うことができると
ともに、作業台に搭乗した作業者等が作業台の積載荷重
を正確に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る荷重検出装置を有した作業装置の
図３におけるＩ−Ｉ断面図である。

【図２】上記作業装置の図３におけるＩＩ−ＩＩ断面図
である。

【図３】上記作業装置の図１におけるＩＩＩ矢視図であ
る。

【図４】上記作業装置を備えた高所作業車の側面図であ
る。

【図５】検出した荷重に基づく作動制御を行うためのブ
ロック図である。

【図６】従来の荷重検出装置を設けた作業台の側面図で
ある。

【図７】上記作業台の荷重分布を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 高所作業車 １１ 車体 １２ 旋回台 １３ 伸縮ブーム ２１，６１ 作業台 ２２ 作業台側ブラケット ２３，６３ 垂直ポスト ２４，６４ ウオームホイール ２５ 垂直ポスト側ブラケット ２６，６６ ウオームギア ３１，７１ ロードセル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直ポスト部材と、この垂直ポスト部材
   に取り付けられた作業台とからなる作業装置において、
   前記作業台から前記垂直ポスト部材に作用する垂直荷重
   を検出する作業装置の荷重検出装置であって、 前記垂直ポスト部材に配設された垂直ポスト側ブラケッ
   トと、 前記作業台に取り付けられた前記作業台側ブラケット
   と、 前記垂直ポスト側ブラケットおよび前記作業台側ブラケ
   ットの一方に垂直方向に延びて設けられたガイドレール
   と、 前記垂直ポスト側ブラケットおよび前記作業台側ブラケ
   ットの他方に前記ガイドレールに沿って垂直方向に移動
   自在に配設され、前記垂直ポスト側ブラケットに対して
   前記作業台側ブラケットを昇降移動させる昇降部材と、 前記作業台側ブラケットと前記垂直ポスト側ブラケット
   との間に配設され、前記作業台側ブラケットから前記垂
   直ポスト側ブラケットに加わる垂直荷重を検出するロー
   ドセルとからなることを特徴とする作業装置の荷重検出
   装置。