JPH10324497A - ブーム作業車の安全システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モーメントリミッタを有しない場合において
もブーム作動時の安全性を高めることのできるブーム作
業車の安全システムを提供する。 【解決手段】 コントローラ２３は、旋回角検出器２２
からの情報により、ブーム１０が左右いずれの側に旋回
しているかを検出する。そして、この検出された側でな
い側の前後両方のジャッキの接地反力がゼロとなったこ
とが検出されるか、検出された側の前後少なくとも一方
のジャッキの接地反力がゼロとなったことが検出される
かしたときに、転倒モーメントＭｔを増加させる方向へ
ブーム１０を作動させるような旋回シリンダ１６の作動
や起伏シリンダ１７の作動を規制し、警報ランプ２４に
警報表示をしたり、ブザー２５を鳴らすなどの警報作動
を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも軌道走
行用車輪が回転自在に取り付けられた車体上に旋回等の
作動が自在に取り付けられたブームと、作業時において
車体を支持するジャッキとを備えたブーム作業車の安全
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなブーム作業車としては、トラ
ックをベースとして構成され、車体上に旋回・起伏（さ
らには伸縮）自在に設けられたブームと、ブームの先端
に取り付けられた作業者搭乗用の作業台とを備えた軌陸
車が知られている。この種の軌陸車は、格納自在に取り
付けられた鉄輪（軌道走行用車輪）を下方に張り出した
状態で車体をレール上に載置し、鉄輪およびタイヤ車輪
（道路走行用車輪）をレールに接触させ、タイヤ車輪を
駆動してレール上を走行することができる。

【０００３】このような軌陸車によりレール上のちょう
架線やトロリ線等の鉄道設備の工事や点検等を行う場
合、レール上を走行して目的地まで移動し、車両を停車
してジャッキを張る。そして、ジャッキにより車体を安
定支持した状態において適宜ブームを起伏、旋回（、伸
縮）作動させて作業台を所望高所に移動して、作業台に
搭乗した作業者により作業を行わせる。なお、この種の
軌陸車では、このジャッキによる車体の支持は、鉄輪を
レール上に位置させたまま所定接地反力が得られる接地
状態で行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
作業においてブームを作動させることにより車体上の作
業装置（ブームおよび作業台）の重心位置等が変化する
ため、車両を転倒させようとするモーメント（以下、転
倒モーメントという）が変化することになる。このよう
に変化する転倒モーメントが、ジャッキ等の支持により
転倒モーメントに抗するように作用するモーメント（以
下、安定モーメントという）よりも大きくなると、車両
が転倒する。このような転倒を防止するために、車体に
作用するモーメントを検出し、この検出されたモーメン
トが許容モーメント以下となる許容作動範囲内において
ブームの作動を許可するモーメントリミッタが設けられ
る場合もある。

【０００５】しかしながら、モーメントリミッタが設け
られない場合には、このような許容作動範囲内にブーム
があるか否かの判断を作業者が行うことになる。しか
し、許容作動範囲は作業台上の積載物の重量によって変
化こともあり、このような判断を作業者により行わせる
ことは困難であるという問題があった。

【０００６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、モーメントリミッタを有しない場合にお
いてもブーム作動時の安全性を高めることのできるブー
ム作業車の安全システムを提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の安全システムは、少なくとも軌道走行用
車輪が回転自在に取り付けられた車体上に、旋回等の作
動が自在に取り付けられたブームと、車体の前後左右に
取り付けられ、軌道走行用車輪をレール上に位置させた
まま所定接地反力が得られる接地状態で車体を支持する
ように構成されたジャッキとを有するブーム作業車の安
全システムであり、ブームの旋回角を検出する旋回角検
出器と、前後左右の各ジャッキの接地状態を検出する接
地検出器とを備えて構成される。そして、この安全シス
テムは、旋回角検出器からの情報により、ブームが左右
いずれの側に旋回しているかを検出し、この検出結果と
接地検出器からの情報により、旋回側の逆側の前後両方
のジャッキの接地反力がほぼ零になったこと、もしくは
旋回側の前後少なくとも一方のジャッキの接地反力がほ
ぼ零になったことが検出されたときに、車体に作用する
転倒モーメントを増加させるようなブームの作動を規制
するように構成される。

【０００８】このような構成によれば、例えば、ブーム
を旋回、起伏または伸縮作動させた場合に、旋回側の逆
側の前後両方のジャッキが浮くか（あるいは、ほぼ浮い
た状態となるか）、旋回側の前後少なくとも一方のジャ
ッキが浮くか（あるいは、ほぼ浮いた状態となるか）す
ると、それ以上旋回角が大きくなる方向への旋回作動
や、その旋回位置における倒伏作動または伸長作動が規
制されて、転倒モーメントが増加するのが規制される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図を参照して説明する。図３〜図６に示すよう
に、本発明の安全システムを備えた軌陸車（ブーム作業
車）１は、トラックをベースとして構成されており、車
体２の前後左右の４箇所に取り付けられたタイヤ車輪
（道路走行用車輪）３（３ａ〜３ｄ）によって道路上を
走行することができる。さらに、車体２の前後左右の４
箇所には、鉄輪（軌道走行用車輪）４（４ａ〜４ｄ）
が、車体２に揺動自在に支持された鉄輪支持部材５に回
転自在に取り付けられている。なお、タイヤ車輪３の車
軸に対してはサスペンションが設けられている。

【００１０】鉄輪支持部材５は鉄輪張出格納用油圧シリ
ンダ６の伸縮作動により揺動作動するようになってお
り、この鉄輪支持部材５を揺動作動させることにより鉄
輪４を下方に張り出したり上方に格納したりできるよう
になっている。軌陸車１は、鉄輪４を下方に張り出した
状態で車体２をレールＲ上に載置し、鉄輪４およびタイ
ヤ車輪３をレールＲに接触させ、タイヤ車輪３を駆動し
てレールＲ上を走行することができる。ここで、当該例
においては、上述したようにタイヤ車輪３を駆動してレ
ールＲ上を走行するが、油圧モータ等により鉄輪４を駆
動してレールＲ上を走行するようにしたのでもよい。な
お、車体２の下部中央には、軌陸車１をレールＲ上へ乗
せ換え移動するための転車台７が取り付けられている。

【００１１】車体２上には、ブーム支持部材１１が取り
付けられている。このブーム支持部材１１には、３本の
ブーム部材（第１〜第３ブーム１２〜１４）からなるブ
ーム１０が取り付けられており、ブーム１０の先端は、
作業者搭乗用の作業台１８下部の作業台支持部材１５に
接続している。このブーム１０を構成する第１〜第３ブ
ーム１２〜１４のそれぞれの基端は、ブーム支持部材１
１に水平旋回自在に取り付けられた接続部材に、それぞ
れ上下方向に揺動（起伏）自在に取り付けられている。
また、この第１〜第３ブーム１２〜１４のそれぞれの先
端は、作業台支持部材１５に水平旋回自在に取り付けら
れた接続部材に、それぞれ上下方向に揺動自在に取り付
けられている。

【００１２】これらブーム支持部材１１、第１〜第３ブ
ーム１２〜１４、作業台支持部材１５はいわゆる平行リ
ンクを構成している。すなわち、作業台支持部材１５を
ブーム支持部材１１に対して平行に位置させた状態にお
いて、第１〜第３ブーム１２〜１４は、平面視において
それぞれ平行になるように、また、側面視において第１
および第２ブーム１２，１３は第３ブーム１４と平行に
なるように取り付けられている。このため、作業台１８
を常に同じ姿勢に維持したままブーム１０を旋回、起伏
作動させることができるようになっている。なお、ブー
ム１０は、旋回シリンダ１６を伸縮作動させることによ
り旋回作動するようになっており、起伏シリンダ１７を
伸縮作動させることにより起伏作動するようになってい
る。

【００１３】車体２の前後左右の４箇所には、作業時に
おいて車体２を支持するジャッキ１９（１９ａ〜１９
ｄ）が取り付けられている。このジャッキ１９の張り出
し作動は、自動張り出し装置（図示せず）により自動的
に行えるようになっている。スイッチ操作をすると自動
張り出し装置は、ジャッキ１９が接地し、且つ前後左右
のジャッキ１９ａ〜１９ｄのそれぞれに取り付けられた
接地反力検出器２１ａ〜２１ｄからの情報によりそれぞ
れにおける接地反力が所定値以上となるまで、ジャッキ
１９を張り出し作動させる。なお、この接地反力の所定
値には、タイヤ車輪３および鉄輪４をレールＲ上から浮
き上がらせることがなく、且つジャッキ１９が接地反力
を得られるような値が設定される。

【００１４】このように構成された軌陸車１によりレー
ルＲ上のちょう架線やトロリ線等の鉄道設備の工事や点
検等を行う場合、レールＲ上を走行して目的地まで移動
して車両を停車し、ジャッキ１９を張り出し作動させ
る。そして、適宜ブーム１０を起伏、旋回作動させて作
業台１８を所望高所に移動して、作業台１８に搭乗した
作業者により作業を行わせる。

【００１５】この作業時において、ブーム１０を旋回作
動させたり起伏作動させたりすることにより、図６に示
すような、車両１を転倒させようとするモーメント（転
倒モーメント）Ｍｔが変化することになる。このように
変化する転倒モーメントＭｔが、ジャッキ１９等の支持
により転倒モーメントに抗するように作用するモーメン
ト（安定モーメント）Ｍｋよりも大きくなると、車両１
が転倒する。

【００１６】この転倒モーメントＭｔは、図示されるよ
うにジャッキ１９を張り出した状態においてブーム１０
を左旋回させた場合には、ブーム１０、作業台支持部材
１５、作業台１８、作業台１８に搭乗した作業者（図示
せず）等において左側のジャッキ１９ｃ，１９ｄの接地
点（転倒モーメントＭｔの支点）よりも左側に位置する
部分の重量を足したものと、これらの重心ｇ１と左側の
ジャッキ１９ｃ，１９ｄとの水平距離（モーメントアー
ムの長さ）ｔ１との積により求められる。ブーム１０を
左旋回作動させたり、旋回位置において倒伏作動させた
りすることにより、左側のジャッキ１９ｃ，１９ｄの左
側に位置する部分の重量、およびモーメントアームｔ１
の長さはともに増加するため、転倒モーメントＭｔが増
加する。

【００１７】一方、安定モーメントＭｋは、上記と同じ
状態において、車体２、ブーム１０、作業台支持部材１
５、作業台１８、作業台１８に搭乗した作業者、右側の
ジャッキ１９ａ，１９ｂ等において左側のジャッキ１９
ｃ，１９ｄの接地点（安定モーメントＭｋの支点）より
も右側に位置する部分の重量を足したものと、これらの
重心ｇ２と左側のジャッキ１９ｃ，１９ｄとの水平距離
（モーメントアームの長さ）ｋ１との積により求められ
る。ブーム１０を左旋回作動させたり、旋回位置におい
て倒伏作動させたりすることにより、左側のジャッキ１
９ｃ，１９ｄの右側に位置する部分の重量、およびモー
メントアームｋ１の長さはともに減少するため、安定モ
ーメントＭｋが減少する。

【００１８】このような転倒モーメントＭｔが大きくな
って車両１が不安定になったり、車両１が転倒したりす
るのを防止するために、軌陸車１には、安全システムが
設けられている。

【００１９】この安全システムを図１に示しており、上
述した接地反力検出器２１ａ〜２１ｄの情報は、コント
ローラ２３に入力している。また、このコントローラ
（ブーム作動規制手段）２３には、ブーム１０の旋回角
を検出する旋回角検出器２２からの情報も入力してい
る。このコントローラ２３は、旋回角検出器２２からの
情報により、ブーム１０が左右いずれの側に旋回してい
るかを検出する。そして、この検出された側でない側の
前後両方のジャッキ（図５、図６の状態の場合にはジャ
ッキ１９ａおよび１９ｂ）の接地反力が零となったこと
が検出されるか、検出された側の前後少なくとも一方の
ジャッキ（図５、図６の状態の場合にはジャッキ１９ｃ
または１９ｄ）の接地反力が零となったことが検出され
るかしたときに、転倒モーメントＭｔを増加させる方向
へブーム１０を作動させるような旋回シリンダ１６の作
動（図５、図６の状態の場合には伸作動）や起伏シリン
ダ１７の作動（図５、図６の状態の場合には縮作動）を
規制し、警報ランプ２４に警報表示をしたり、ブザー２
５を鳴らすなどの警報作動を行わせる。

【００２０】ここで、当該例においては、ジャッキ１９
の接地反力が零となったことが検出されたときに警報作
動を行わせるように構成したが、例えば、接地反力が張
り出し当初の１／１０以下となったことが検出されたと
きに行わせるようにしたのでもよい。

【００２１】このような構成によれば、例えば図４〜図
６に示すようにブームを左旋回させた場合に、右側の前
後のジャッキ１９ａ，１９ｂの接地反力がなくなったと
き、それ以上左旋回させたり倒伏作動させたりすると転
倒モーメントＭｔが安定モーメントＭｋよりも大きくな
り車両１が転倒するが、転倒モーメントＭｔを増加させ
る方向へのブーム１０の作動が規制されるので、転倒を
防止することができる。

【００２２】上述のように、ジャッキ１９ａ，１９ｂは
車両１の全車重を支持しているわけではなく、ジャッキ
１９ａ，１９ｂに接地反力がなくなってこれらが浮いた
時点においても、レールＲからの反力は減少するが、右
側の鉄輪４ａ，４ｂまたは右側のタイヤ車輪３ａ，３ｂ
を介して車両１の荷重はレールＲ上に残っている。この
状態においては、まだ安定モーメントＭｋが転倒モーメ
ントＭｔよりも大きいため車両１は転倒しない。すなわ
ち、転倒に対して所定の余裕を残した状態で旋回、起伏
規制、警報ランプ２４、ブザー２５等により警報作動を
行い、作業の安全性を担保している。

【００２３】このような軌陸車１によりレールＲ上にお
いて高所作業を行うとき、ジャッキ１９が張られている
地盤ＧはレールＲの枕木の下に敷かれた砂利であるため
に脆いことが多い。このため、それほどブーム１０を旋
回させておらず、右側の前後のジャッキ１９ａ，１９ｂ
に接地反力が作用している状態においても、左側の前後
両方のジャッキ１９ｃ，１９ｄの接地部が崩れると、転
倒モーメントＭｔおよび安定モーメントＭｋの支点が、
左側のジャッキ１９ｃ，１９ｄの接地点から左側の鉄輪
４ｃ，４ｄ（または左側のタイヤ車輪３ｃ，３ｄ）とレ
ールＲとの接触点に変わる。これにより、転倒モーメン
トＭｔにおいては、支点より左側の部分の重量が増加す
るとともにモーメントアームの長さがｔ１からｔ２に大
きくなる。安定モーメントＭｋにおいては、支点より右
側の部分の重量が減少するとともにモーメントアームの
長さがｋ１からｋ２に小さくなる。したがって、転倒モ
ーメントＭｔは大きく、安定モーメントＭｋは小さくな
る。

【００２４】このため、車両１が不安定になるおそれが
あるが、左側のジャッキ１９ｃまたは１９ｄのいずれか
一方の接地反力がなくなった場合に転倒モーメントＭｔ
を増加させる方向へのブーム１０の作動を規制する等の
警報作動を行い安全性を高めることができる。なお、こ
の時点においては他方のジャッキは接地状態にあり、こ
の他方のジャッキによる車両１の支持は行われる。

【００２５】なお、ジャッキ１９を張らないでブーム１
０を旋回させようとした場合、全てのジャッキ１９ａ〜
１９ｄに接地反力は作用していないため、コントローラ
２３は、ブーム１０の作動を許可しない。このため、ジ
ャッキ１９を張らない不安定な状態でブーム１０を作動
させるのを防止することができる。

【００２６】また、当該例においては、転倒モーメント
Ｍｔを増加させる方向へのブーム１０の作動規制をコン
トローラ２３により行わせるように構成したが、リレー
を用いて制御するように構成したのでもよい。このよう
に、リレー制御によってブーム１０の旋回規制を行う例
を図２に示しており、この場合、前後左右の接地反力検
出器２１を各２つずつ設けるようにする（２１ａ〜２１
ｄ、２１ａ′〜２１ｄ′）とともに、ジャッキ１９ａ〜
１９ｄが接地するとオン状態となるように構成する。そ
して、左側の前後の接地反力検出器２１ｃ，２１ｄを直
列に繋いでこれをリレーＲ１に繋ぎ、右側の前後の接地
反力検出器２１ａ，２１ｂを並列に繋いでこれをリレー
Ｒ２に繋げる。そして、リレーＲ１，Ｒ２の接点を介し
て左旋回信号が旋回シリンダ１６の左旋回ソレノイドバ
ルブ１６ａへ出力されるように構成する。

【００２７】さらに、左側の残りの接地反力検出器２１
ｃ′，２１ｄ′を並列に繋いでこれをリレーＲ４に繋
ぎ、右側の残りの接地反力検出器２１ａ′，２１ｂ′を
直列に繋いでこれをリレーＲ３に繋げる。そして、リレ
ーＲ３，Ｒ４の接点を介して右旋回信号が旋回シリンダ
１６の右旋回ソレノイドバルブ１６ｂへ出力されるよう
に構成する。

【００２８】このような構成によれば、例えば、ブーム
１０を左旋回させたときに、右側のジャッキ１９ａ，１
９ｂ両方に接地反力がなくなるか、左側のジャッキ１９
ｃ，１９ｄの少なくとも一方に接地反力がなくなるかす
ると、リレーＲ１またはリレーＲ２が開状態となる。こ
のため、旋回シリンダ１６の左旋回（伸側）ソレノイド
バルブ１６ａへの左旋回信号の出力が規制され、それ以
上ブーム１０を左旋回作動させることが規制される。同
様に、ブーム１０を右旋回させた場合に接地反力がなく
なったときに右旋回作動規制も行うことができる。

【００２９】さらに、リレーＲ１〜Ｒ４を２極以上に構
成するとともに上記において用いられない残りの極を用
いて、Ｒ１およびＲ２を直列に繋げたものと、Ｒ３およ
びＲ４を直列に繋げたものとを並列に繋げ、これを介し
て倒伏信号が起伏シリンダの倒伏ソレノイドバルブへ出
力されるように構成すれば、同時に倒伏作動も規制する
ことができる。

【００３０】さらに、当該例においては、本発明の安全
システムを、ブーム１０が車体２上に旋回・起伏自在に
取り付けられた作業車に適用させた場合について説明し
たが、ブーム１０がさらに伸縮可能に構成された作業車
にも適用できる。この場合には、転倒モーメントＭｔが
増加する方向へのブーム１０の作動規制として、旋回・
起伏規制だけでなく、伸縮規制も行われる。また、この
安全システムは軌陸車だけでなく、レール上のみを走行
可能な軌道作業車にも適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明のブーム作業車の
安全システムによれば、旋回側の逆側の前後両方のジャ
ッキが接地していないか、旋回側の前後少なくとも一方
のジャッキが接地していないかしたときに、車体に作用
する転倒モーメントを増加させるようなブームの作動が
規制されるので、モーメントリミッタを有しない場合に
おいてもブーム作動時の安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブーム作業車の安全システムの構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の安全システムの別構成を示す回路図で
ある。

【図３】図１の安全装置を備えた軌陸車の構成を示す側
面図である。

【図４】図３の軌陸車を、ブームを旋回、起伏させた状
態で示す側面図である。

【図５】図３の軌陸車を、ブームを旋回、起伏させた状
態で示す平面図である。

【図６】図３の軌陸車を、ブームを旋回、起伏させた状
態で示す背面図である。

【符号の説明】

１ 軌陸車（ブーム作業車） ２ 車体 ４ 鉄輪（軌道走行用車輪） １０ ブーム １９ ジャッキ ２１ 接地反力検出器（接地検出器） ２２ 旋回角検出器 ２３ コントローラ（ブーム作動規制手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 佳津男 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも軌道走行用車輪が回転自在に
   取り付けられた車体上に、旋回等の作動が自在に取り付
   けられたブームと、前記車体の前後左右に取り付けら
   れ、前記軌道走行用車輪をレール上に位置させたまま所
   定接地反力が得られる接地状態で前記車体を支持するよ
   うに構成されたジャッキとを有するブーム作業車の安全
   システムであって、 前記ブームの旋回角を検出する旋回角検出器と、 前記前後左右の各ジャッキの接地状態を検出する接地検
   出器と、 前記旋回角検出器からの情報により、前記ブームが左右
   いずれの側に旋回しているかを検出し、前記接地検出器
   からの情報により、旋回側の逆側の前後両方の前記ジャ
   ッキの接地反力がほぼ零になったこと、もしくは旋回側
   の前後少なくとも一方のジャッキの接地反力がほぼ零に
   なったことが検出されたときに、前記車体に作用する転
   倒モーメントを増加させるような前記ブームの作動を規
   制するブーム作動規制手段とを備えたことを特徴とする
   ブーム作業車の安全システム。