(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行可能な車体上に昇降装置を介して作業台を取り付けた高所作業者の安全装置であって、
前記車体の進行方向前方の地面の段差の大きさを検出する段差検出装置と、
前記車体の走行速度を検出する速度検出手段と、
前記段差検出手段により検出された前記段差の大きさが予め定めた所定値よりも大きい場合には、前記車体の走行規制を行う走行規制手段と、
前記段差検出手段により検出された前記段差の大きさが予め定めた所定値よりも小さい場合には、前記段差の大きさに応じ、前記車体が前記段差上を走行することが可能な安全速度を算出する安全速度算出手段と、
前記速度検出手段により検出された前記車体の走行速度を前記安全速度算出手段により算出された前記安全速度と比較し、前記走行速度が前記安全速度を上回ったときに警報信号を出力する比較手段と、
前記比較手段からの前記警報信号とを受けて警報作動を行う警報手段とを有したことを特徴とする高所作業車の安全装置。
【請求項２】
前記作業台の前記車体に対する位置を検出する位置検出手段を備え、
前記安全速度算出手段は、前記位置検出手段により検出される前記作業台の前記車体に対する位置に応じて前記安全速度を算出することを特徴とする請求項１記載の高所作業車の安全装置。
【請求項３】
前記警報手段は、前記速度検出手段により検出される前記車体の走行速度が、前記車体が前記段差上を走行する前に、前記安全速度算出手段により算出された前記安全速度よりも小さくなるように前記車体の走行速度を低下させて前記警報作動を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の高所作業車の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行可能な車体上に昇降装置を介して作業台を取り付けた高所作業車において、車体の進行方向にある段差上を安全に走行することができるようにした高所作業車の安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体上に昇降装置を介して作業台を取り付けて構成した高所作業車では重心位置が比較的高い位置にあるため、平坦な地面を走行する場合は特に問題ないが、段差上を走行して車体の重心移動があった場合には車体が大きく傾斜し、場合によっては転倒に至るおそれがあった。このため従来は車体が転倒する虞があるかないかに拘わらず、或る程度車体が転倒する危険性のあるの段差（例えば１００ｍｍ程度）上は走行しない、或いは超低速で走行するようにするなどして車体の転倒を未然に防いでいた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような方法では、段差上を走行するか否かの判断は運転者の勘に左右され、実際は走行できる場所でも転倒を恐れてその段差上を走行することを避けてしまうような場合もあり、作業範囲を必要以上に狭めてしまうなど作業性が悪かった。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、車体の進行方向にある段差上を走行できるか否かの判断を正確に行うことができるとともに、走行できる段差については転倒することなく安全にその段差を通過することができるような高所作業車の安全装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【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、本発明は、走行可能な車体上に昇降装置（例えば、実施形態におけるブーム１４）を介して作業台を取り付けた高所作業車の安全装置であって、車体の進行方向前方の地面の段差の大きさを検出する段差検出手段（例えば、実施形態における赤外線センサ４４及びコントローラ３０の段差算出部３２）と、段差検出手段により検出された段差の大きさが予め定めた所定値よりも大きい場合には車体の走行規制を行う走行規制手段（例えば、実施形態におけるコントローラ１３０の比較部１３５、規制部１３６及びバルブ制御部１３１）と、段差検出手段により検出された前記段差の大きさが予め定めた所定値よりも小さい場合には、上記段差の大きさに応じ、車体がその段差上を走行することが可能な安全速度を算出する安全速度算出手段（例えば、実施形態におけるコントローラ３０の安全速度算出部３４）と、速度検出手段により検出された車体の走行速度を安全速度算出手段により算出された安全速度と比較し、走行速度が安全速度を上回ったときに警報信号を出力する比較手段（例えば、実施形態におけるコントローラ３０の比較部３５）と、比較手段からの警報信号を受けて警報作動を行う警報手段（例えば、実施形態におけるコントローラ３０の規制部３６及びバルブ制御部３１）とを有している。 
【０００６】
このような構成であるため、上記高所作業車においては、車体を走行させているときに、段差検出手段（例えば、超音波若しくは赤外線の反射を利用するもの）により検出される車体の進行方向前方の地面の段差の大きさに基づいて、段差検出手段により検出された車体進行方向前方の地面の段差が予め定めた所定値を越えているときには車体の走行が規制（減速のほか走行停止を含む）され、段差が予め定めた所定値を越えないときにはこの段差上を通過するための安全速度が安全速度算出手段により算出される。そして、この安全速度と走行速度検出手段において検出された現在の車体の走行速度とが比較され、現在の車体の走行速度が安全速度を上回ったときには警報作動がなされる。このように、車体の進行方向前方に段差が存在している場合には、その段差の大きさと現在の車体の走行速度とから、現在の走行速度のままその段差を通過することができるか否かが判断され、現在の走行速度のままではその段差を通過することができない場合には警報が発せられる。このため、車体の進行方向にある段差を走行できるか否かの判断を確実に行うことができるとともに、走行できる段差については転倒することなく安全にその段差を通過することができる。
【０００７】
なお、上記構成に加えて、作業台の車体に対する位置を検出する位置検出手段（例えば、実施形態における起伏角度検出器４１、長さ検出器４２、旋回角度検出器４３及びコントローラ３０の位置算出部３３）を備え、安全速度算出手段は、位置検出手段により検出される作業台の車体に対する位置に応じて安全速度を算出するようになっていることが好ましく、更に、警報手段による警報作動は、速度検出手段により検出される車体の走行速度が、車体がその段差上を走行する前に、安全速度算出手段により算出された安全速度よりも小さくなるように車体の走行速度を低下（減速）させるものであることが好ましい。また、警報手段による警報作動は、車体の走行速度調節を行う者に対して音又は光を発するもの等であってもよい。
【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面を参照して説明する。図２は本発明に係る安全装置を備えた高所作業車１の側面図である。この高所作業車１は、左右一対のクローラ装置１１，１１を有する車体１０の上部に旋回台１２を有しており、この旋回台１２の上部にはフートピン１３を介してブーム１４が設けられている。ブーム１４の先端部には常時垂直に保持されるように構成された垂直ポスト１５が取り付けられており、この垂直ポスト１５には作業者搭乗用の作業台１６が設けられている。
【００１０】
左右のクローラ装置１１，１１はそれぞれ起動輪１１ａと、遊動輪１１ｂと、これら両輪１１ａ，１１ｂに掛け渡されたクローラベルト１１ｃとからなっており、左右の起動輪１１ａ，１１ａは車体１０の左右両側方に設けられた走行モータ１７，１７により駆動されるようになっている。
【００１１】
ブーム１４は複数のブーム部材が入れ子式に構成されたものであり、旋回台１２との間に設けられた起伏シリンダ２１により起伏作動し、内蔵された伸縮シリンダ２２により伸縮作動するようになっている。また、車体１０内には旋回モータ２３が設けられており、これにより旋回台１２を旋回させてブーム１４全体を水平旋回させることができるようになっている。更に、作業台１６には首振りモータ２４が内蔵されており、これにより作業台１６を垂直ポスト１５まわりに旋回（首振り）させることができるようになっている。
【００１２】
作業台１６には図３に示すように、左右の走行操作レバーＬ１，Ｌ２と、ブーム操作レバーＬ３と、首振り操作レバーＬ４とが設けられており、いずれも垂直状態（中立位置）から手動により傾動操作することができるようになっている。
【００１３】
図１は高所作業車１における安全装置を備えた制御装置を示したものである。ここで、コントローラ３０は機能別にバルブ制御部３１、段差算出部３２、位置算出部３３、安全速度算出部３４、比較部３５、規制部３６のように分けて示しているが、これはコントローラ３０の機能を分かり易く説明するための便宜上のものであり、実際のコントローラ３０このように分けられて構成されているわけではない。
【００１４】
先ず、左右の走行操作レバーＬ１，Ｌ２の操作により出力される走行指令信号はコントローラ３０のバルブ制御部３１に入力される。バルブ制御部３１はこれらの指令信号を受けて制御バルブＶ１を電磁駆動し、これにより油圧ポンプＰから吐出される作動油の供給制御を行って左右の油圧モータ１７，１７を作動させる。ここで、左右の油圧モータ１７，１７は各々独立して正逆方向に作動させることが可能であり、このため前進、後進走行のほか、一方のクローラ装置１１を固定したまま他方のクローラ装置１１を駆動して行うピボットターンや、左右のクローラ装置１１，１１をそれぞれ逆方向に駆動して行うスピンターンを行うことも可能である。
【００１５】
ブーム操作レバーＬ３の操作により出力されるブーム１４の起伏指令信号、伸縮指令信号、旋回指令信号及び首振り操作レバーＬ４の操作により出力される首振り指令信号もコントローラ３０のバルブ制御部３１に入力される。バルブ制御部３１はこれらの指令信号を受けて制御バルブＶ２を電磁駆動し、これにより油圧ポンプＰから吐出される作動油の供給制御を行って起伏シリンダ２１，伸縮シリンダ２２，旋回モータ２３及び首振りモータ２４を作動させる。このためブーム操作レバーＬ３と首振り操作レバーＬ４の操作により、ブーム１４を起伏、伸縮、旋回作動させ、或いは作業台１６を首振り作動させて作業台１６を所望の位置に移動させることが可能である。
【００１６】
車体１０（或いは旋回台１２）の前方及び後方には赤外線センサ４４，４４が設けられているが、これら赤外線センサ４４，４４は車体１０の進行方向前方（従って、前進走行のときには車体１０の前方、後進走行のときには車体１０の後方）の地面上に赤外線を射出し、地面における反射波を捉えてその情報をコントローラ３０の段差算出部３２に出力する。段差算出部３２は赤外線センサ４４から入力された情報に基づいて地面高さを算出し、車体１０の進行方向前方の段差の大きさを求める。なお図２では、車体１０が車体１０の前方（図２では左方）に進行しており、車体１０の前方に設けた赤外線センサ４４により段差の大きさＤを検出しているところを示している。なお、ここでいう段差とは、地面高さが高くなる段差と地面高さが低くなる段差との両方を含んでいる。
【００１７】
コントローラ３０の位置算出部３３は、ブーム１４の基端部に設けられてブーム１４の起伏角度を検出する起伏角度検出器４１からの検出情報と、ブーム１４の先端部に設けられてブーム１４の長さを検出する長さ検出器４２からの検出情報と、旋回モータ２３の近傍に設けられて旋回台１２の旋回角度（ブーム１４の旋回角度）を検出する旋回角度検出器４３からの検出情報とに基づいて作業台１６の車体１０に対する現在位置を算出する。
【００１８】
コントローラ３０の安全速度算出部３４は、段差算出部３２において求められた段差の大きさと、位置算出部３３において求められた作業台１６の車体１０に対する位置（例えば作業台１６の高さ）とに基づいて安全速度を算出する。ここで安全速度とは、赤外線センサ４４と段差算出部３２とにより検出された地面の段差上を車体１０が走行することができる速度のことであり、テーブル形式のデータとして予め記憶されている。このようなデータの一例を図４に示す。図中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３）は作業台１６の高さであり、この値が大きいほど安全速度は小さくなる。また、上記作業台１６の車体１０に対する位置は、このような作業台１６の高さのほか、ブーム１４の起伏角度や、作業台１６と車体１０（フートピン１３）との距離等であってもよく、これらの値が大きいほど、やはり安全速度は小さくなる。
【００１９】
車体１０内には車体１０の走行速度を検出する速度センサ４５が設けられており（図２には図示せず）、その検出情報はコントローラ３０の比較部３５に入力される。比較部３５は速度センサ４５により検出された車体１０の走行速度を安全速度算出部３４において算出された安全速度と比較し、車体１０の走行速度が安全速度を上回ったときに警報信号を出力する。
【００２０】
コントローラ３０の規制部３６は、比較部３５から警報信号が出力されているときにバルブ制御部３１に規制信号を出力し、速度センサ４５により検出される車体１０の走行速度が、安全速度算出器３４において算出された安全速度よりも小さくなるように制御バルブＶ１の作動を規制する。
【００２１】
このような構成であるため、上記高所作業車１においては、左右の走行操作レバーＬ１，Ｌ２を操作して車体１０を走行させているときには、赤外線センサ４４とコントローラ３０の段差算出部３２とにより車体１０の進行方向前方の地面の段差の大きさが検出されるが、安全速度算出部３４はこのようにして検出された段差の大きさと検出器４１〜４３及び位置算出部３３において検出された作業台１６の車体１０に対する位置とに基づいて安全速度を算出する。そして、比較部３５はこの安全速度と現在の車体１０の走行速度とを比較し、現在の車体１０の走行速度が安全速度を上回っているときには警報信号を出力する。警報信号が出力されたら規制部３６はこれを受けてバルブ制御部３１を制御し、車体１０がその段差を走行できる速度まで減速（場合によっては停止）させる。
【００２２】
このように本発明によれば、車体の進行方向前方に段差が存在している場合には、その段差の大きさと現在の車体の走行速度とから、現在の走行速度のままその段差を通過することができるか否かが判断され、現在の走行速度のままではその段差を通過できない場合には警報が発せられる（ここでは強制的な減速）。このため、車体の進行方向にある段差を走行できるか否かの判断を確実に行うことができるとともに、走行できる段差については転倒することなく安全にその段差を通過することができる。なお、上記の段差を通過出来るか否かの判断基準は、段差が凸であるか凹であるかにより異なるものであってもよい。
【００２３】
次に、本発明に係る安全装置についてもう一つの実施例の説明をする。この安全装置は前述の安全装置の場合と同様に高所作業車１に備えられるが、図５に示すようにコントローラの構成のみが異なっている。このコントローラ１３０はバルブ制御部１３１、段差算出部１３２、比較部１３５及び規制部１３６を有して構成されており、段差算出部１３２は上記コントローラ３０の段差算出部３２と同様に赤外線センサ４４から入力された情報に基づいて地面高さを算出し、車体１０の進行方向前方の段差の大きさを求める。比較部１３５はこのようにして得られた段差の大きさを予め定めた所定値（固定値）と比較し、段差の大きさが所定値よりも大きいときに所定の信号を出力する。規制部１３６はこの所定の信号を受けてバルブ制御部１３１に規制信号を出力し、バルブ制御部１３１はこの規制信号を受けて制御バルブＶ１の作動制御を行い、車体１０の走行規制を行う。なお、この走行規制は、車体１０の走行速度がその段差を通過しても転倒しないような一定の低速度にまで減速され、或いは走行が停止されるような規制である。このような構成の安全装置によれば、上記の安全装置の場合と同様、段差を安全に通過することができる。
【００２４】
これまで本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限られてない。例えば、車体１０の進行方向前方の地面の段差を検出するための手段として、上記実施形態では赤外線センサ４４を用いていたが、これに代えて超音波センサを用い、車体１０の進行方向前方の地面上に超音波を射出し、地面における反射波を捉えてその情報をコントローラ３０の段差算出部３２（或いは段差算出部１３２）に出力する構成であってもよい。このときコントローラ３０の段差算出部３２は、この超音波センサから入力された情報に基づいて地面高さを算出し、車体１０の進行方向前方の段差の大きさを求めることになる。なお、走行速度が大きいときには、進行方向に対してより前方にある段差を検出するようにすることが好ましい。
【００２５】
また、上記実施形態では、安全速度算出部３４において安全速度を算出するときには、段差の大きさと作業台１６の車体１０に対する位置とが参照されたが、段差の大きさにのみ基づいて算出するようにしてもよい。これは作業台１６の車体１０に対する位置を固定して扱うことにほかならないが、その場合には、作業台１６の高さが最も大きい場合を対象とする必要がある。
【００２６】
また、比較部３５から警報信号が出力されたときに行われる警報は、上記の実施形態では車体１０の走行速度を安全速度まで強制的に減速させるものであったが、その他、走行レバーＬ１，Ｌ２を操作して車体１０の走行速度調節を行う作業者に対して音又は光を発する方法によるものであってもよい。ここで、音によるものはブザー音など、光によるものはランプの点灯（或いは点滅）などである。
【００２７】
また、上記実施形態の比較部１３５において、検出された段差の大きさと比較される所定値は固定値でよいが、これを車体１０の走行速度又は作業台１６の車体１０に対する位置、或いはこれら両値に応じて変化する可変値としてもよい。
【００２８】
更に、上記実施形態では車体１０の走行装置はクローラ装置１１，１１であったが、これは必ずしもクローラ装置１１，１１である必要はなく、タイヤ車輪であっても構わない。また、作業台１６を昇降移動させる装置（昇降装置）は上記実施形態のようにブーム１４でなくてもよく、垂直昇降型のシザース装置等のような装置であっても構わない。この場合、シザースリンクの昇降高さに応じて減速度を変化させるとようにすることが好ましい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る高所作業車の安全装置においては、車体の進行方向前方に段差が存在している場合には、その段差の大きさと現在の車体の走行速度とから、段差の大きさが予め定めた所定値を越えているときには車体の走行が規制され、段差が予め定めた所定値を越えないときには現在の走行速度のままその段差を通過することができるか否かが判断され、現在の走行速度のままではその段差を通過することができない場合には警報が発せられる。このため、車体の進行方向にある段差を走行できるか否かの判断を確実に行うことができるとともに、走行できる段差については転倒することなく安全にその段差を通過することができる。
【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】この安全装置を備えた高所作業車の側面図である。
【図３】この高所作業車の作業台の斜視図である。
【図４】コントローラの安全速度算出部において記憶される安全速度のデータの一例を示すグラフである。
【図５】もう一つの本発明に係る安全装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    高所作業車
１０    車体
１１    クローラ装置
１４    ブーム（昇降装置）
１６    作業台
３０    コントローラ
３１    バルブ制御部（警報手段）
３２    段差算出部（段差検出手段）
３３    位置算出部（位置検出手段）
３４    安全速度算出部（安全速度算出手段）
３５    比較部（比較手段）
３６    規制部（警報手段）
４１    起伏角度検出器（位置検出手段）
４２    長さ検出器（位置検出手段）
４３    旋回角度検出器（位置検出手段）
４４    赤外線センサ（段差検出手段）
４５    速度センサ（速度検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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