(57)【要約】【課題】軽量かつコンパクトな構成を有し、屈伸ブームに対しても容易に適用可能な構成の高所作業車の作業台揺動機構を提供する。【解決手段】走行体１０上に起伏動自在に設けられた屈伸ブーム３０と、屈伸ブーム３０の先端部にブーム３０に対して直角方向かつ水平に延びて設けられた第３枢支ピン３３により枢支された垂直ポスト３２と、垂直ポスト３２に首振り自在に設けられた作業台４０とを備えてなる高所作業車において、第３枢支ピン３３を回転中心に有して垂直ポスト３２と一体に形成された従動ギヤ３４と、屈伸ブーム３０に軸支されて従動ギヤ３４と連結された駆動ギヤ３６と、屈伸ブーム３０に設けられ、駆動ギヤ３６を回転作動させて垂直ポスト３２を揺動させる揺動シリンダ（油圧シリンダ）５５とを備える。【選択図】　　　　図１
2004001922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行体上に少なくとも起伏動自在に設けられたブームと、前記ブームの先端部に前記ブームに対して直角方向かつ水平に延びて設けられた揺動軸により枢支された垂直ポストと、前記垂直ポストに首振り自在に設けられた作業台とを備えてなる高所作業車の作業台揺動機構であって、
前記揺動軸を回転中心に有して前記垂直ポストと一体に形成された従動ギヤと、
前記ブームに軸支されて前記従動ギヤと連結された駆動ギヤと、
前記ブームに設けられ、前記駆動ギヤを回転作動させて前記垂直ポストを前記揺動軸まわりに揺動させるアクチュエータとを備えたことを特徴とする高所作業車の作業台揺動機構。
【請求項２】
前記ブームが複数のブーム要素を屈伸作動させて前記作業台を上下動させる屈伸ブームであることを特徴とする請求項１記載の高所作業車の作業台揺動機構。
【請求項３】
前記作業台の水平からの傾き角を検出する傾き角検出手段と、前記傾き角検出手段により検出された前記作業台の水平からの傾き角の情報に基づいて、前記作業台が常時ほぼ水平姿勢になるように前記アクチュエータを作動させる制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の高所作業車の作業台揺動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブームの先端部に設けられた作業台を常時水平状態に保持するためにブームの先端部に対して揺動させる作業台揺動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高所作業車は走行体上に起伏、旋回動等自在に設けられたブームを有し、そのブームの先端部には作業者搭乗用の作業台が首振り動自在に設けられた構成となっている。作業台上にはブームの起伏や旋回動、作業台の首振り動等の操作を行うための操作レバー類が設けられており、作業台に搭乗した作業者はこれら操作レバー類を操作することにより、自身の搭乗した作業台を移動させて所望位置での高所作業を行うことができる。
【０００３】
このような高所作業車においては、ブームがどのような起伏姿勢をとったとしても作業台が常に水平姿勢に保たれるようにする自動水平取り機構が備えられており、これは一般に作業台レベリング装置と呼ばれている。この作業台レベリング装置は、ブームの先端部に設けられて作業台を支持する垂直ポストをブームの中心軸を含む垂直面内で揺動させる作業台揺動機構と、作業台の水平度を検出するセンサからの情報に基づいて作業台揺動機構を作動させる制御装置とから構成される。作業台揺動機構は一般に、ブームの先端部にブームに対して直角方向かつ水平に延びて設けられた揺動軸により垂直ポストを枢支するとともに、垂直ポストの下端部をブームに設けた油圧シリンダにより押し引きして揺動軸まわりに揺動させる構成を採っている。
【０００４】
図５は従来の作業台揺動機構の一例を示すブーム先端部の一部断面側面図である。この例における作業台揺動機構において、作業台１４０を支持する垂直ポスト１３２はその中間部が枢支ピン１３３によりブーム（ブームが複数のブーム要素からなる場合には垂直ポスト１３２が直接取り付けられる先端ブーム）１３０の先端部に取り付けられており、垂直ポスト１３２の下端部には二股に分かれたヨーク部１３２ａが形成されている。ブーム１３０には揺動シリンダ（油圧シリンダ）１５５の一端側がピン１３８により枢支されており、この揺動シリンダ１５５の他端側には垂直ポスト１３２の上記ヨーク部１３２ａがピン１３９により枢支されている。揺動シリンダ１５５は油路１６３，１６４より作動油を給排することにより伸縮作動させることができ、これにより垂直ポスト１３２を枢支ピン１３３まわりに揺動させることができる。具体的には、図５において揺動シリンダ１５５を矢印Ａ１の方向に伸長作動させることにより、垂直ポスト１３２を矢印Ａ２の方向へ揺動させることができ、揺動シリンダ１５５を矢印Ｂ１の方向に収縮作動させることにより、垂直ポスト１３２を矢印Ｂ２の方向へ揺動させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の作業台揺動機構は、入れ子式に構成された格段のブーム要素を長手方向に伸縮作動させて作業台を上下動させる伸縮ブームには適しているが、複数のブーム要素を屈伸作動させて作業台を上下動させる屈伸ブームには適していなかった。これは、伸縮ブームではブーム（先端ブーム）が俯角になってもその値は小さく、ブームの起伏角度範囲が例えば−１０°〜＋７０°（−の符号は俯角を表す）である場合には、垂直ポスト１３２の揺動範囲（垂直ポスト１３２の軸線とブーム１３０の軸線とのなす角度の範囲）は３０°（８０°〜１１０°）程度であるが（図６（Ａ）参照）、屈伸ブームでは先端ブームが大きな俯角となる姿勢をとることがあり（例えば図４参照）、ブーム１３０の起伏角度範囲が例えば−３０°〜＋７０°である場合には、垂直ポスト１３２の揺動範囲は５０°（６０°〜１１０°）と大きくなるためである（図６（Ｂ）参照）。このように垂直ポストの揺動範囲が大きくなると、揺動シリンダ１５５には伸縮量の大きいものが求められるようになるため、結果として屈伸ブームでは揺動シリンダを大型化せざるを得ず、ブームサイズが大きくなってしまう。
【０００６】
また、このような大型の揺動シリンダを用いない方法として、ブームに設けた油圧モータ（或いは電動モータ）の動力をチェーン・スプロケット機構を介して垂直ポストに伝達し、これにより垂直ポストの揺動作動を行う構成が知られている。しかし、この場合も構成が大型化するという難点があり、チェーンに弛みが生じている場合には垂直ポストの揺動制御が正確にできなくなるという問題点も有していた。
【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、軽量かつコンパクトな構成を有し、屈伸ブームに対しても容易に適用可能な構成の高所作業車の作業台揺動機構を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高所作業車の作業台揺動機構は、走行体上に少なくとも起伏動自在に設けられたブーム（例えば、実施形態における屈伸ブーム３０）と、ブームの先端部にブームに対して直角方向かつ水平に延びて設けられた揺動軸（例えば、実施形態における第３枢支ピン３３）により枢支された垂直ポストと、垂直ポストに首振り自在に設けられた作業台とを備えてなる高所作業車の作業台揺動機構であって、揺動軸を回転中心に有して垂直ポストと一体に形成された従動ギヤと、ブームに軸支されて従動ギヤと連結された駆動ギヤと、ブームに設けられ、駆動ギヤを回転作動させて垂直ポストを揺動軸まわりに揺動させるアクチュエータ（例えば、実施形態における揺動シリンダ５５）とを備える。ここで、上記従動ギヤと駆動ギヤとの連結は、これら両ギヤが直接噛合して連結される場合のほか、両ギヤの間に設けられた一又は複数のアイドルギヤを介して連結される場合も含む。
【０００９】
このような構成を有する高所作業車の作業台揺動機構においては、アクチュエータにより駆動ギヤを回転作動させると、これにより従動ギヤが回転し、この従動ギヤの回転量（回転角）に応じた量で垂直ポストが揺動するようになっている。このため、駆動ギヤ及び従動ギヤそれぞれの歯数（駆動ギヤと従動ギヤとの間にアイドルギヤが介装されている場合には、このアイドルギヤの歯数も含む）を調整することにより、駆動ギヤの回転量（すなわち駆動量）に比してより大きい従動ギヤの回転量、すなわち垂直ポストの揺動量を得ることができるので、軽量かつコンパクトな構成の作業台揺動機構を構成することが可能である。また、このような構成の作業台揺動機構は伸縮ブームのみならず、複数のブーム要素を屈伸作動させて作業台を上下動させる屈伸ブームに対しても適用することができる。なお、この場合には、垂直ポスト及びアクチュエータは垂直ポストが直接取り付けられる先端ブームに設けられることになる。
【００１０】
また、本発明に係る高所作業車の作業台揺動機構においては、作業台の水平からの傾き角を検出する傾き角検出手段と、傾き角検出手段により検出された作業台の水平からの傾き角の情報に基づいて、作業台が常時ほぼ水平姿勢になるようにアクチュエータを作動させる制御を行う制御手段とが備えられていることが好ましい。これにより、ブームの起伏姿勢によらず作業台が常時ほぼ水平姿勢に保たれるようにする作業台レベリング装置を構成することができる。
【００１１】
【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２は本発明に係る作業台揺動機構を備えた高所作業車の一例としての高所作業車を示しており、先ずはこの高所作業車の構成について説明する。
【００１２】
図２に示す高所作業車１はいわゆる屈伸ブーム型高所作業車であり、走行体１０に備えられた旋回体２０の上部に屈伸ブーム３０を備え、屈伸ブーム３０の先端部には垂直ポスト３２を介して作業者搭乗用の作業台４０が取り付けられている。旋回体２０の基部には油圧モータである旋回モータ５１が設けられており、この旋回モータ５１を回転作動させることにより旋回体２０を走行体１０に対して水平面内で３６０度の範囲で旋回作動させることができる。屈伸ブーム３０は旋回体２０の上部に第１枢支ピン２１を介して基端部が枢支された基端ブーム３０ａと、基端ブーム３０ａの先端部に第２枢支ピン３１を介して基端部が枢支された先端ブーム３０ｂとからなっており、基端ブーム３０ａは旋回体２０との間に設けられた油圧シリンダである起伏シリンダ５２を伸縮作動させることにより旋回体２０に対して垂直面内で起伏作動させることができ、先端ブーム３０ｂは基端ブーム３０ａとの間に設けられた油圧シリンダである屈伸シリンダ５３を伸縮作動させることにより同じく垂直面内で基端ブーム３０ａに対して屈伸作動させることができる。
【００１３】
屈伸ブーム３０を構成する先端ブーム３０ｂの先端部には、ブーム３０の中心軸と直交し、かつ水平に延びて設けられた第３枢支ピン３３により垂直ポスト３２の基端部が枢支されており、作業台４０はこの垂直ポスト３２に対して回動自在に取り付けられている。作業台４０の内部には油圧モータである首振りモータ５４が設けられており、この首振りモータ５４を回転作動させることにより作業台４０を垂直ポスト３２まわりに首振り作動させることができる。
【００１４】
作業台４０上には操作ボックス４１が設けられており、ここには旋回体２０の旋回作動、屈伸ブーム３０の起伏及び屈伸作動、作業台４０の首振り作動等を行わせるための各種操作レバーが設けられている。このため作業台４０に搭乗した作業者は、これら操作ボックス４１内に設けられた操作レバーを操作することにより旋回体２０を水平面内で旋回させ、屈伸ブーム３０を起伏及び屈伸させ、或いは作業台４０を垂直ポスト３２まわりに首振り作動させることで、自身の乗った作業台４０を自在に移動させて所望の位置での高所作業を行うことができる。なお、このような高所作業は、走行体１０の左右前後に設けられたジャッキ１１を走行体１０の斜め下側方に張り出して地面に接地させ、走行体１０を安定させた状態で行う（図４参照）。
【００１５】
図１は上記高所作業車１に備えられた本発明に係る作業台揺動機構の一例としての作業台揺動機構の構成を示す屈伸ブーム３０の先端部の一部断面側面図である。この図に示すように、垂直ポスト３２の基端部には、第３枢支ピン３３を回転中心に有して垂直ポスト３２と一体に形成された従動ギヤ３４が設けられており、屈伸ブーム３０を構成する先端ブーム３０ｂの先端部には従動ギヤ３４と噛合する駆動ギヤ３６が回転軸３５を先端ブーム３０ｂに軸支されて設けられている。なお、この駆動ギヤ３６の回転軸３５も第３枢支ピン３３と同様、ブーム３０の中心軸と直交し、かつ水平に延びて設けられている。駆動ギヤ３６にはこの駆動ギヤ３６と一体に形成されたヨーク状のアーム部３７が下方に延びて設けられており、このアーム部３７の下端には先端ブーム３０ｂに固定された第１シリンダ支持ピン３８により一端側が枢支された揺動シリンダ（油圧シリンダ）５５の他端側が第２シリンダ支持ピン３９により結合されている。
【００１６】
ここで、揺動シリンダ５５が図１における矢印Ａ１の方向に伸長作動すると、駆動ギヤ３６が矢印Ａ２の方向に回転し、これにより従動ギヤ３４が矢印Ａ３の方向に回転するので、従動ギヤ３４と一体に形成された垂直ポスト３２は図の矢印Ａ４の方向（垂直ポスト３２の先端部が先端ブーム３０ｂの基端側に傾く方向）に揺動する。一方、揺動シリンダ５５が図１における矢印Ｂ１の方向に収縮作動すると、駆動ギヤ３６が矢印Ｂ２の方向に回転し、これにより従動ギヤが矢印Ｂ３の方向に回転するので、垂直ポスト３２は図の矢印Ｂ４の方向に揺動する。
【００１７】
次に、本高所作業車１における作業台４０のレベリング制御について説明する。本高所作業車１においては、垂直ポスト３２の近傍位置に、垂直ポスト３２の垂直姿勢からの傾き角に基づいて作業台４０の水平からの傾き角を検出する傾き角検出センサ４２が設けられており（図２参照）、その検出情報は走行体１０内に備えられたコントローラ６０に送られるようになっている（図３参照）。コントローラ６０はこの傾き角検出センサ４２により検出された作業台４０の水平からの傾き角の情報に基づいて、作業台４０が常時ほぼ水平姿勢になるように揺動シリンダ５５を作動させる制御を行う。具体的には、作業台４０が水平から傾いている場合、その傾き角の方向及び大きさに基づいて、作業台４０が水平姿勢になるのに必要な揺動シリンダ５５の伸縮量を決定し、その伸縮量に対応した作動油が揺動シリンダ５５に給排されるように、制御バルブ６１のスプール（図示せず）を電磁駆動する。
【００１８】
ここで、制御バルブ６１のスプールがコントローラ６０により駆動されて右動位置（図３から見た表現。以下同じ）６１ｂに位置しているときには、油圧ポンプ（図示せず）から供給された作動油は油路６３より揺動シリンダ５５のボトム側に送られ、揺動シリンダ５５のヘッド側より押し出された作動油は油路６４より制御バルブ内６１を通って油タンク（図示せず）へ排出される。これにより揺動シリンダ５５は伸長する（ピストンロッド５５ａが押し出される）。一方、制御バルブ６１のスプールがコントローラ６０により駆動されて左動位置６１ｃに位置しているときには、油圧ポンプから供給された作動油は油路６４より揺動シリンダ５５のヘッド側に送られ、揺動シリンダ５５のボトム側より押し出された作動油は油路６３より制御バルブ内６１を通って油タンクへ排出される。このとき揺動シリンダ５５は収縮する（ピストンロッド５５ａが引き込まれる）。なお、制御バルブ６１のスプールが中立位置６１ａに位置しているときには、揺動シリンダ５５と繋がる両油路６３，６４は油圧ロックされるためにピストンロッド５５ａは動かない。なお、揺動シリンダ５５停止時の安全のため、油路６３，６４中にはダブルパイロットチェックバルブ６５が設けられている。
【００１９】
このように、本発明に係る高所作業車の作業台揺動機構においては、揺動シリンダ５５により駆動ギヤ３６を回転作動させると、これにより従動ギヤ３４が回転し、この従動ギヤ３４の回転量（回転角）に応じた量で垂直ポスト３２が揺動するようになっており、、駆動ギヤ３６及び従動ギヤ３４それぞれの歯数を調整することにより、駆動ギヤ３４の回転量（すなわち駆動量。揺動シリンダ５５の伸縮量でもある）に比して大きい従動ギヤ３６の回転量、すなわち垂直ポスト４３の揺動量を得ることができるので、軽量かつコンパクトな構成の作業台揺動機構を構成することができる。
【００２０】
ここで、例えば、駆動ギヤ３６の歯数Ａと従動ギヤ３４の歯数Ｂとの比Ａ／ＢをＡ／Ｂ＝２．０とした場合には、駆動ギヤ３６を４５度回転させるだけで従動ギヤ３４、すなわち垂直ポスト３２を先端ブーム３０ｂに対して９０度回転させることができる。図４は垂直ポスト３２が直接取り付けられる先端ブーム３０ｂが大きな俯角となる場合のブーム姿勢の一例を示すものである。このように先端ブーム３０ｂが大きな俯角となる場合には、垂直ポスト３２をその先端側が先端ブーム３０ｂの基端側に傾く方向（図１における矢印Ｂ４の方向）に大きく揺動させる必要があり、垂直ポスト３２の揺動角は極めて広いものとなるが（図１における矢印Ａ４の方向への揺動も含めて）、本発明に係る作業台揺動機構によれば、伸縮量の小さい揺動シリンダ５５を用いても、これに容易に対応することが可能となる。
【００２１】
これまで本発明の好ましい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おいて示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態においては、垂直ポストは先端ブームとの間に設けられる枢支ピン（第３枢支ピン３３）により揺動自在に支持されるものであったが、垂直ポストは、ブームの先端部にブームに対して直角方向かつ水平に延びて設けられた揺動軸により枢支されるようになっているのであれば、必ずしもこのような構成を有していなくてもよい。したがって、例えば、垂直ポスト若しくは先端ブーム側に設けられた突起を相手側に設けられた穴に填め込むことにより垂直ポストが揺動自在に支持される構成になっていてもよい。
【００２２】
また、上述の実施形態において、高所作業車に備えられるブームは、複数のブーム要素を屈伸作動させて作業台を上下動させる構成の屈伸ブームであったが、これは入れ子式に構成された複数のブーム要素を長手方向に伸縮作動させて作業台を上下動させる構成の伸縮ブームであってもよい。また、屈伸ブームを構成するブーム要素の中に伸縮部を有するものがあってもよい。また、上述の実施形態に示した高所作業車では、ブームが旋回体上に設けられてブームの旋回動が可能であったが、このような旋回体は必ずしも備えている必要はなく、ブームが少なくとも起伏動自在であればよい。
【００２３】
また、上述の実施形態においては、駆動ギヤ３６と従動ギヤ３４とは直接噛合することにより連結されていたが、これは駆動ギヤ３６と従動ギヤ３４との間に一又は複数のアイドルギヤを設け、これらアイドルギヤを介して連結される構成であってもよい。このように駆動ギヤ３６と従動ギヤ３４との間にアイドルギヤを設けるようにすれば、揺動シリンダ５５の伸縮量に対する垂直ポスト３２の揺動量の調節をより精度よく行うことが可能となる。更に、上述の実施形態においては、駆動ギヤ３６を回転させるアクチュエータは油圧シリンダ（揺動シリンダ５５）であったが、これに替えて油圧モータを用いることもできる。この場合には駆動ギヤ３６の回転軸を直接回転駆動する構成となる。また、油圧モータに替えて電動モータを用いるようにしてもよい。
【００２４】
【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作業台揺動機構においては、アクチュエータにより駆動ギヤを回転作動させると、これにより従動ギヤが回転し、この従動ギヤの回転量（回転角）に応じた量で垂直ポストが揺動するようになっている。このため、駆動ギヤ及び従動ギヤそれぞれの歯数を調整することにより、駆動ギヤの回転量（すなわち駆動量）に比してより大きい従動ギヤの回転量、すなわち垂直ポストの揺動量を得ることができるので、軽量かつコンパクトな構成の作業台揺動機構を構成することが可能である。また、このような構成の作業台揺動機構は伸縮ブームのみならず、複数のブーム要素を屈伸作動させて作業台を上下動させる屈伸ブームに対しても適用することができる。
【００２５】
また、本発明に係る高所作業車の作業台揺動機構においては、作業台の水平からの傾き角を検出する傾き角検出手段と、傾き角検出手段により検出された作業台の水平からの傾き角の情報に基づいて、作業台が常時ほぼ水平姿勢になるようにアクチュエータを作動させる制御を行う制御手段とが備えられていることが好ましく、これにより、ブームの起伏姿勢によらず作業台が常時ほぼ水平姿勢に保たれるようにする作業台レベリング装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業台揺動機構の一例を示す図であり、本作業台揺動機構が備えられた高所作業車における屈伸ブームの先端部の一部断面側面図である。
【図２】本発明に係る作業台揺動機構を備えた高所作業車の一例としての屈伸ブーム型高所作業車の側面図である。
【図３】本発明に係る作業台揺動機構を作動させる油圧回路の一例を示す図である。
【図４】先端ブームが大きな俯角となる場合のブーム姿勢の一例を示す高所作業車の背面図である。
【図５】従来の作業台揺動機構の一例を示すブーム先端部の一部断面側面図である。
【図６】ブームの起伏角度範囲と垂直ポストの揺動範囲との関係を説明する図であり、（Ａ）はブームが伸縮ブームである場合、（Ｂ）はブームが屈伸ブームである場合をそれぞれ示している。
【符号の説明】
１　　　高所作業車
１０　　走行体
２０　　旋回体
３０　　屈伸ブーム
３２　　垂直ポスト
３３　　第３枢支ピン
３４　　従動ギヤ
３５　　駆動ギヤの回転軸
３６　　駆動ギヤ
３７　　アーム部
４０　　作業台
４２　　傾き角検出センサ
５５　　揺動シリンダ
６０　　コントローラ
【図１】
2004001922.tif 000003
【図２】
2004001922.tif 000004
【図３】
2004001922.tif 000005
【図４】
2004001922.tif 000006
【図５】
2004001922.tif 000007
【図６】
2004001922.tif 000008