(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行可能な車両上に配設されて旋回動、起伏動及び伸縮動が自在なブームと、
前記ブームの先端部に取り付けられた作業台と、
前記ブームの作動を制御する作動制御装置と、
前記ブームの旋回動、起伏動および伸縮動を選択的に行わせる単独ブーム操作、および前記ブームの旋回動、起伏動、伸縮動のうち少なくとも２つを組み合わせて前記作業台を水平面内で移動させる水平ブーム操作が可能であり、前記作動制御装置に前記ブーム操作に応じた信号を出力して前記ブームを作動させるブーム操作装置と、
予め設定された安全領域を記憶し、前記作業台が前記安全領域を超えて移動しようとする方向の前記ブームの旋回動、起伏動および伸縮動を規制する作動規制手段とを有してなる作業用車両の転倒防止装置であって、
前記作動規制手段は、前記作業台が前記安全領域を超える直前位置にあって前記作動規制手段により前記作業台が前記安全領域を超えて移動しようとする方向の前記ブームの旋回動、起伏動および伸縮動が規制された状態において、前記作業台を水平移動させる水平ブーム操作が行われたときには、前記水平ブーム操作に基づいて作動される前記ブームの旋回動、倒伏動および伸長動のうちのいずれか一つの方向が前記安全領域を越えて前記作業台を移動させる方向に該当しても、前記水平ブーム操作に基づく前記作業台の水平移動方向が前記安全領域を越えない方向である場合には、前記水平ブーム操作に基づいた前記ブームの作動をそのまま許容することを特徴とする作業用車両の転倒防止装置。
【請求項２】
走行可能な車両上に配設されて旋回動、起伏動及び伸縮動が自在なブームと、
前記ブームの先端部に取り付けられた作業台と、
前記ブームの作動を制御する作動制御装置と、
前記ブームの旋回動、起伏動および伸縮動を選択的に行わせる単独ブーム操作、および前記ブームの起伏動および伸縮動を組み合わせて前記作業台を垂直に移動させる垂直ブーム操作が可能であり、前記作動制御装置に前記ブーム操作に応じた信号を出力して前記ブームを作動させるブーム操作装置と、
予め設定された安全領域を記憶し、前記作業台が前記安全領域を超えて移動しようとする方向の前記ブームの旋回動、起伏動および伸縮動を規制する作動規制手段とを有してなる作業用車両の転倒防止装置であって、
前記作動規制手段は、前記作業台が前記安全領域を超える直前位置にあって前記作動規制手段により前記作業台が前記安全領域を超えて移動しようとする方向の前記ブームの旋回動、起伏動および伸縮動が規制された状態において、前記作業台を垂直移動させる垂直ブーム操作が行われたときには、前記垂直ブーム操作に基づいて作動される前記ブームの倒伏動および伸長動のうちのいずれか一つの方向が前記安全領域を越えて前記作業台を移動させる方向に該当しても、前記垂直ブーム操作に基づく前記作業台の垂直移動方向が前記安全領域を越えない方向である場合には、前記垂直ブーム操作に基づいた前記ブームの作動をそのまま許容することを特徴とする作業用車両の転倒防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両上に旋回動・伸長動・起伏動などが自在なブーム装置を有する作業用車両に関し、さらに詳細にはこのようなブーム装置を有する作業用車両の転倒防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のようなブーム装置を有する作業用車両として、例えば高所作業車がある。高所作業車は運転キャビンを有し走行可能なキャブオーバ型トラック等のシャーシ上に、旋回、起伏、伸縮等が自在なブーム装置を備え、ブームの先端部に作業者が搭乗する作業台を備えて構成されている。高所作業車は例えば建設現場における高所作業や電柱上の保守・配線作業等に用いられ、作業台に搭乗した作業者がブームを旋回作動、起伏作動、伸縮作動等させて作業台を所望の高所に移動させ、高所で作業を行うことができるように構成されている。
【０００３】
高所作業車ではブームを旋回作動、起伏作動、伸縮作動等させて作業台を車両から遠方に移動させたときに、車体に対する作業台の位置及び作業台に作用する荷重の大きさに応じて車両を転倒させようとするモーメント、いわゆる転倒モーメントが作用する。このため、高所作業車では作業台の位置すなわちブーム姿勢を検出するブーム位置検出器とブームから車体に作用するモーメントを検出する負荷検出器とを有するとともに、当該モーメントに対して転倒限界や強度限界に基づいて予め設定された安全領域を記憶し、作業台が安全領域を超えて移動しようとするときにブームの作動を規制する作動規制装置を有した転倒防止装置が設けられているものが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の転倒防止装置では、作動規制制御装置においてブームの作動が規制された場合に、その後のブーム操作に対して転倒モーメントが増大する可能性がある方向へのブーム作動がすべて規制を受け、たとえ安全領域内の移動操作であっても許容されない作動操作があるという問題があった。例えば、図３は距離ｘ0で示す車両側方の水平方向規制線によりブームの作動が規制されたときの高所作業車を車両上方から見た状態を示しており、この状態において図中にＨ1，Ｈ2を付記する矢印方向に作業台を水平移動させるときには、ブーム５を「旋回作動」及び「伸長作動」させる必要がある。ところが、従来の転倒防止装置では当該規制状態におけるブーム５の「伸長作動」は転倒モーメントが増加する方向であるために許容されず、現実には距離ｘ0が変化しないブーム操作であるにも拘わらず（あるいはｘ0が縮小するブーム操作であっても）、このような方向に作業台を水平移動させることができないという課題があった。
【０００５】
また、図４は距離Ｘ0で示す車両側方の上下方向規制線（図では、規制線を垂直に設定した例を示す）により、ブームの作動が規制されたときの高所作業車を車両後方から見た状態を示しており、この状態において図中にＶ1を付記する矢印方向に作業台を垂直移動させるときにはブーム５を「起仰作動」及び「伸長作動」させる必要がある。また、図中にＶ2を付記する矢印方向に作業台を垂直移動させるときにはブーム５を「倒伏作動」及び「縮小作動」させる必要がある。ところが、従来の転倒防止装置では当該規制状態におけるブームの「伸長作動」および「倒伏作動」は転倒モーメントが増加する方向であるために許容されず、現実には距離Ｘ0が変化しないブーム操作であるにも拘わらず（あるいはＸ0が縮小するブーム操作であっても）、このような方向に作業台を上昇または下降させることができないという課題があった。
【０００６】
本発明は上記のような課題に鑑みて成されたものであり、転倒防止装置においてブームの作動が規制された場合でも、安全領域内において作業台を水平移動や上下移動させることができる作業効率を向上させた作業用車両の転倒防止装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の転倒防止装置は、走行可能な車両上に配設されて旋回動、起伏動及び伸縮動が自在なブームと、このブームの先端部に取り付けられた作業台と、ブームの作動を制御する作動制御装置と、前記ブームの旋回動、起伏動および伸縮動を選択的に行わせる単独ブーム操作、および前記ブームの旋回動、起伏動、伸縮動のうち少なくとも２つを組み合わせて作業台を水平面内で移動させる水平ブーム操作が可能であり、作動制御装置にブーム操作に応じた信号を出力してブームを作動させるブーム操作装置と、予め設定された安全領域を記憶し、作業台が安全領域を超えて移動しようとする方向のブームの旋回動、起伏動および伸縮動を規制する作動規制手段とを有してなる作業用車両の転倒防止装置である。その上で、本発明における作動規制手段（例えば実施形態におけるコントロールユニット３０）は、作業台が安全領域を超える直前位置にあって作動規制手段により作業台が安全領域を超えて移動しようとする方向のブームの旋回動、起伏動および伸縮動が規制された状態において、作業台を水平移動させる水平ブーム操作が行われたときには、水平ブーム操作に基づいて作動されるブームの旋回動、倒伏動および伸長動のうちのいずれか一つの方向が安全領域を越えて作業台を移動させる方向に該当しても、水平ブーム操作に基づく作業台の水平移動方向が安全領域を越えない方向である場合には、当該水平ブーム操作に基づいたブームの作動をそのまま許容するように構成している。
また、もう一つの本発明の転倒防止装置は、走行可能な車両上に配設されて旋回動、起伏動及び伸縮動が自在なブームと、このブームの先端部に取り付けられた作業台と、ブームの作動を制御する作動制御装置と、ブームの旋回動、起伏動および伸縮動を選択的に行わせる単独ブーム操作、およびブームの起伏動および伸縮動を組み合わせて作業台を垂直に移動させる垂直ブーム操作が可能であり、作動制御装置にブーム操作に応じた信号を出力してブームを作動させるブーム操作装置と、予め設定された安全領域を記憶し、作業台が安全領域を超えて移動しようとする方向のブームの旋回動、起伏動および伸縮動を規制する作動規制手段とを有してなる作業用車両の転倒防止装置である。その上で、作動規制手段は、作業台が安全領域を超える直前位置にあって作動規制手段により作業台が安全領域を超えて移動しようとする方向のブームの旋回動、起伏動および伸縮動が規制された状態において、作業台を垂直移動させる垂直ブーム操作が行われたときには、垂直ブーム操作に基づいて作動されるブームの倒伏動および伸長動のうちのいずれか一つの方向が安全領域を越えて作業台を移動させる方向に該当しても、当該垂直ブーム操作に基づく作業台の垂直移動方向が安全領域を越えない方向である場合には、当該垂直ブーム操作に基づいたブームの作動をそのまま許容するように構成している。
【０００８】
上記構成の転倒防止装置によれば、作動規制手段によりブームの作動が規制された状態において作業台を水平面内で移動させるブーム操作が行われたときには、たとえこのブーム操作に基づくブームの一つの作動方向が安全領域を越えて作業台を移動させる方向に該当しても、ブームの複数の作動方向を合成した作業台の移動方向が安全領域を越えない方向である場合には、その操作に基づいたブームの作動がなされる。従って、例えば図３に示した前述の規制状態において、Ｈ1方向またはＨ2方向に作業台を水平移動させるブーム操作がなされたときには、単独作動では作業台が安全領域を越えて移動し転倒モーメントが増大するブーム５の「伸長作動」を伴う作動であっても、伸長作動と旋回作動とを合成した作業台の移動方向が安全領域を越えない方向である場合には許容され、距離ｘ0が増大しない範囲（安全領域内）で自由に作業台を水平移動させることができる。なお、予め設定される安全領域は従来の転倒防止装置における安全領域と同様に、例えば転倒限界や強度限界等に基づいて定めることができる。
【０００９】
また、作動規制手段によりブームの作動が規制された状態において作業台を垂直面内で移動させるブーム操作が行われたときについても同様であり、たとえこのブーム操作に基づくブームの一つの作動方向が安全領域を越えて作業台を移動させる方向に該当しても、ブームの複数の作動方向を合成した作業台の移動方向が安全領域を越えない方向である場合には、その操作に基づいたブームの作動がなされる。従って、例えば図４に示した前述の規制状態において、Ｖ1方向またはＶ2方向に作業台を垂直移動させるブーム操作が成されたときには、単独作動では作業台が安全領域を越えて移動し転倒モーメントが増大するブーム５の「伸長作動」または「倒伏作動」を伴う作動であっても、伸長作動と起仰作動、あるいは縮小作動と倒伏作動とを合成した作業台の移動方向が安全領域を越えない方向である場合には許容され、距離Ｘ0が増大しない範囲（安全領域内）で自由に作業台を垂直移動させることができる。
【００１０】
従って、これらの転倒防止装置によれば、従来装置では規制されて移動することができなかった作業領域が得られるようになり、安全性を確保したうえで作業における利便性や作業効率を向上させた転倒防止装置を提供することができる。
【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。本発明に係る転倒防止装置を有した作業用車両の一例として図２に高所作業車１を示している。高所作業車１は運転キャビン２を有して走行可能に構成された車体３上に、旋回モータ１１の作動により車体に対して水平方向に旋回動自在に構成された旋回台４が配設されており、この旋回台４の上端部には起伏シリンダ１２の伸縮作動により車体３に対して起伏動自在に構成されたブーム５がピン４ａにより枢結されている。
【００１２】
ブーム５は旋回台４上に枢結された基端ブーム５ａと、中間ブーム５ｂ及び先端ブーム５ｃとからなり、それぞれテレスコープ状に緩挿されるとともに、ブーム５内部に配設された伸縮シリンダ１３の作動により伸縮動自在に構成されている。先端ブーム５ｃの先端部には、図示しないレベリングシリンダの作動によりブーム５の起伏角度によらず常時垂直を維持する垂直ポスト６が配設されており、この垂直ポスト６に首振りアーム７を介して作業台８が水平旋回（首振り動）自在に取り付けられている。
【００１３】
作業台８にはブーム操作装置１０が配設されており、作業台に搭乗する作業者はブーム操作装置１０を操作してブーム５を起伏動、旋回動、伸縮動、首振り動等させることにより、作業台８を任意の高所に移動させて所望の高所作業を行うことができるよう構成されている。また、垂直ポスト６には高所での重量物吊り上げ等を容易化するウィンチ１８が設けられている。なお、この様にブーム５を旋回動や伸長動等作動させたとき、あるいはウィンチ１８により重量物を吊り上げたときに、高所作業車１を転倒させようとする方向に作用する転倒モーメントに抗して車体３を安定支持するため、車体３の前後左右にはアウトリガジャッキ１７が配設されている。
【００１４】
高所作業車１には、作業者がブーム操作装置１０を操作して作業台８を任意の高所に移動させたときに、ブーム５から車体３に作用する転倒モーメントによって車両が転倒することがないように、ブーム５の作動を規制する転倒防止装置が搭載されている。この転倒防止装置を含む制御装置の構成を図１に示しており、以下この図を加えて説明する。制御装置はブーム操作装置１０からの操作信号などが入力されるコントロールユニット３０を有する。
【００１５】
コントロールユニット３０は、ブーム操作装置１０から操作信号を受けると、この操作信号に応じて旋回モータ１１による旋回台４の旋回作動、起伏シリンダ１２によるブーム５の起伏作動、伸縮シリンダ１３によるブーム５の伸縮作動、首振りモータ１４による作業台８の首振り作動等を制御する。なお、具体的には、各作動は油圧シリンダや油圧モータ等により行われ、コントロールユニット３０は車体上に設けられた油圧ユニット４０に操作信号に基づいた作動制御信号を出力し、このユニット内の電磁制御バルブの作動を制御して各油圧シリンダや油圧モータ等の作動を制御する。なお、このようにコントロールユニット３０により作動が制御される油圧シリンダ等を総称してアクチュエータと称する。
【００１６】
コントロールユニット３０にはブーム位置検出器２０からのブーム位置信号やブーム負荷検出器２５からのモーメント検出信号も入力されている。ブーム位置検出器２０は、車体３に対するブーム５の旋回角を検出する旋回角度検出器２１、車体３に対するブーム５の起伏角度を検出する起伏角度検出器２２、ブーム５の伸長量を検出する伸長量検出器２３等から成り、車体３に対してブーム５の先端部(作業台)がどの位置にあるかを検出し、コントロールユニット３０に出力する。
【００１７】
ブーム負荷検出器２５は、起伏シリンダ１２のチューブ側端部と旋回台４との間において起伏シリンダ１２を揺動自在に枢結する枢結ピンに設けられている。この検出器２５は起伏シリンダ１２の伸縮軸方向に作用する軸負荷を検出しており、この検出値は旋回台４に揺動自在に枢結されたブーム５からフートピン廻りに車体３に作用する全モーメントを意味する。この検出値はブーム５の起伏角度や伸長量などによって変化する値であるが、ブーム５の起伏角度や伸長量等がわかれば、車体に作用する転倒モーメントをブーム姿勢に対応して幾何学的に算出することができる。
【００１８】
コントロールユニット３０は、ブーム負荷検出器２５から入力される負荷検出値と、ブーム位置検出器２０から入力されるブームの先端位置とから演算処理回路３１において車体３に作用する転倒モーメントを算出する。コントロールユニット内の作業範囲メモリー３２には、車体３に作用する転倒モーメントに対して作業台(ブーム先端部)の安全な移動可能領域が関数としてまたはマップ状の規制値として予め設定記憶されており、コントロールユニット３０は算出された転倒モーメントに対応する安全領域とブーム位置検出器２０において検出されるブームの先端位置とを比較する。
【００１９】
そして、ブームの先端位置が安全領域内に位置する場合には、ブーム操作装置１０からの操作信号に応じた作動制御信号を油圧ユニット４０に出力してブーム５の作動をそのまま許容し、安全領域を超えて作業台８を移動させようとする操作信号が入力されたときには、油圧ユニット４０への作動制御信号を規制して作業台が安全領域を越えて移動しないようにブームの作動を規制する。
【００２０】
コントロールユニット３０は、上記のようにしてブームの作動が規制された状態でブーム操作装置１０が操作された場合に、演算処理回路３１において操作装置１０から入力される操作信号に基づいてブーム先端部の移動方向を算出し、その移動方向が安全領域内であると判断されるときには、操作信号に応じた作動制御信号を油圧ユニット４０に出力しブーム操作に基づいたブームの作動をそのまま許容する。
【００２１】
例えば、既に図３に示した規制状態において、図中にＨ1またはＨ2で示す方向や、これよりも車体側（ｘ0が縮小する方向）に作業台を水平移動させるブーム操作が行われたときには、ブーム５の伸長作動を伴う作動であってもこれを許容し、安全領域内で自由な作業台の移動を許容する。あるいは、図４に示した規制状態において、図中にＶ1またはＶ2で示す方向や、これよりも車体側（Ｘ0が縮小する方向）に作業台を上下移動させるブーム操作が行われたときには、ブーム５の伸長作動や倒伏作動を伴う作動であってもこれを許容し、安全領域内で自由な作業台の移動を許容する。
【００２２】
一方、コントロールユニット３０に入力される操作信号から、演算処理回路３１において算出するブーム先端部の移動方向が、安全領域を越えて移動する方向であると判断されるときには、油圧ユニット４０への作動制御信号を規制してブーム５の作動を規制する。
【００２３】
例えば、図３に示した規制状態においてＨ1またはＨ2で示す方向よりも車体外方（ｘ0が拡大する方向）に向けて作業台を移動させるブーム操作が行われたときや、図４に示した規制状態においてＶ1またはＶ2で示す方向よりも車体外方（Ｘ0が拡大する方向）に向けて作業台を移動させるブーム操作が行われたときには、ブーム５の作動を規制する。
【００２４】
従って、このように構成される転倒防止装置によれば、従来の転倒防止装置と同様の転倒安全性を具備しながら、従来装置では安全領域内でありながら規制されて移動することができなかった作業領域が得られるようになり、安全性を確保したうえで作業における利便性や作業効率を向上させた転倒防止装置を得ることができる。
【００２５】
なお、ブーム操作装置１０は、ブーム操作に応じた操作信号を出力してブームを作動させることができる操作装置であれば良く、例えば１本の操作レバーで水平移動や垂直移動等の操作ができる、いわゆるジョイスティック型のＨ−Ｖ制御操作装置でも、旋回、起伏、伸縮の各アクチュエータに対応して３本の操作レバーが設けられた独立操作型の操作装置でも、コンピュータプログラム等に基づいて操作信号を出力する装置等であっても良い。
【００２６】
また、以上では水平移動と垂直移動それぞれに分けて説明したが、水平移動と垂直移動とが同時操作されたときに、その合成方向に作業台を移動させることができる制御装置においては、当該合成方向が安全領域内であるか否かを判断して合成方向が安全領域内であるときにそのブーム操作を許容することにより上記実施例と同様のブーム作動をさせることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、走行可能な車両上に旋回動、起伏動及び伸縮動が自在なブーム及びこの先端部に取り付けられた作業台と、作業台を水平面内で移動させるブーム操作が可能でありブームの作動制御装置にブーム操作に応じた信号を出力してブームを作動させるブーム操作装置と、予め設定記憶された安全領域を超えて移動しようとするブームの作動を規制する作動規制手段とを有してなる作業用車両の転倒防止装置において、作動規制手段は、この作動規制手段によりブームの作動が規制された状態において作業台を水平移動させるブーム操作が行われたときには、たとえ当該ブーム操作に基づくブームの伸長作動又は旋回作動の一つの方向が安全領域を越えて前記作業台を移動させる方向に該当しても、当該ブーム操作に基づく前記ブームの複数の作動方向を合成した作業台の移動方向が安全領域を越えない方向である場合には、当該ブーム操作に基づいたブームの作動をそのまま許容するように構成して作業用車両の転倒防止装置を構成する。また、本発明の他の転倒防止装置は、走行可能な車両上に配設されて旋回動、起伏動及び伸縮動が自在なブームと、このブームの先端部に取り付けられた作業台と、ブームの作動を制御する作動制御装置と、作業台を垂直平面内で移動させるブーム操作が可能であり作動制御装置に操作に応じた信号を出力してブームを作動させるブーム操作装置と、予め設定された安全領域を記憶し作業台が安全領域を超えて移動しようとするときにブームの作動を規制する作動規制手段とを有してなる作業用車両の転倒防止装置である。その上で、本発明における作動規制手段は、この作動規制手段によりブームの作動が規制された状態において作業台を垂直移動させるブーム操作が行われたときには、たとえ当該ブーム操作に基づくブームの伸長作動又は倒伏作動の一つの方向が安全領域を越えて作業台を移動させる方向に該当しても、当該ブーム操作に基づくブームの複数の作動方向を合成した作業台の移動方向が安全領域を越えない方向である場合には、当該ブーム操作に基づいたブームの作動をそのまま許容するように構成している。従って、単一作動では転倒モーメントが増加するブーム作動であっても、複合作動で安全領域内の移動となるブーム作動に対しては許容されるため、従来規制されて移動することができなかった作業領域を拡大して、安全性を確保したうえで作業上の利便性や作業効率を向上させた転倒防止装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る転倒防止装置を含む制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る転倒防止装置を有する高所作業車の斜視図である。
【図３】従来の転倒防止装置及び本発明に係る転倒防止装置の作用を説明するための説明図である。
【図４】従来の転倒防止装置及び本発明に係る転倒防止装置の作用を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  高所作業車（作業用車両）
３  車体
５  ブーム（５ａ  基端ブーム、５ｂ  中間ブーム、５ｃ  先端ブーム）
８  作業台
１０  ブーム操作装置
３０  コントロールユニット（作動制御装置、作動規制手段）
【図１】
0003934849.tif 000002
【図２】
0003934849.tif 000003
【図３】
0003934849.tif 000004
【図４】
0003934849.tif 000005