(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、
前記車体に起伏及び伸縮自在に設けられたブームと、
外部からの操作入力に応じて前記ブームを起伏又は伸縮させる制御を行うブーム作動制御手段と、
前記車体に作用する転倒モーメントを検出する転倒モーメント検出手段と、
前記転倒モーメント検出手段により検出された前記転倒モーメントが限界値に達しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記転倒モーメントが前記限界値に達していると判断されたときに、前記ブーム作動制御手段による、前記転倒モーメントが前記限界値を超える方向の前記ブームの動作を禁止する規制手段とを有したブーム作業車の安全装置において、
前記判断手段により前記転倒モーメントが前記限界値に達していると判断されたときに、前記判断手段による前記判断がなされる直前における前記ブームの動作を検出するブーム動作検出手段を備え、
前記ブーム動作検出手段により、前記判断手段により前記転倒モーメントが前記限界値に達していると判断される直前における前記ブームの動作が前記ブームの伸長を伴わない起仰動作であったことが検出されたときには、前記ブームの先端部が構造物に引っかかったり押しつけられたりしていると判断して、前記規制手段は、前記判断手段により前記転倒モーメントが前記限界値に達していると判断される状態が終了するまで前記ブーム作動制御手段による前記ブームの伸長を伴わない倒伏動作であれば許容することを特徴とするブーム作業車の安全装置。
【請求項２】
車体と、
前記車体に起伏及び伸縮自在に設けられたブームと、
外部からの操作入力に応じて前記ブームを起伏又は伸縮させる制御を行うブーム作動制御手段と、
前記ブームの先端部に作用する負荷荷重を検出する荷重検出手段と、
前記車体に対する前記ブームの先端部の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記ブームの先端部の前記位置が、前記荷重検出手段により検出された前記負荷荷重に対応して定められる許容移動範囲の限界位置に達しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記ブームの先端部の前記位置が前記許容移動範囲の前記限界位置に達していると判断されたときに、前記ブーム作動制御手段による、前記ブームの先端部の前記位置が前記許容移動範囲を逸脱する方向の前記ブームの動作を禁止する規制手段とを有したブーム作業車の安全装置において、
前記判断手段により前記ブームの先端部の前記位置が前記許容移動範囲の前記限界位置に達していると判断されたときに、前記判断手段による前記判断がなされる直前における前記ブームの動作を検出するブーム動作検出手段を備え、
前記ブーム動作検出手段により、前記判断手段により前記ブームの先端部の前記位置が前記許容移動範囲の前記限界位置に達していると判断される直前における前記ブームの動作が前記ブームの伸長を伴わない起仰動作であったことが検出されたときには、前記ブームの先端部が構造物に引っかかったり押しつけられたりしていると判断して、前記規制手段は、前記判断手段により前記ブームの先端部の前記位置が前記許容移動範囲の前記限界位置に達していると判断される状態が終了するまで前記ブーム作動制御手段による前記ブームの伸長を伴わない倒伏動作であれば許容することを特徴とするブーム作業車の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体上に起伏及び伸縮自在なブームを有して構成されるブーム作業車の安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなブーム作業車の例としてはクレーン車やブームの先端部に作業台を取り付けたブーム式の高所作業車が知られており、このようなブーム作業車においては、車体に作用する転倒モーメントが過大になって車体が転倒することを防止する安全装置が設けられる。このような安全装置には種々あり、例えば転倒モーメントが大きくなって限界値に達した後には転倒モーメントが増大する方向のブーム動作（ブームの倒伏動作及び伸長動作）を禁止するモーメントリミッタ方式のものや、ブームの先端部がその負荷荷重に対応して定められる許容移動範囲から逸脱する方向のブーム動作（ブームの倒伏動作及び伸長動作）を禁止する移動範囲規制方式のもの等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの安全装置では、ブームの先端部（高所作業車であれば作業台）で構造物（例えば橋梁の下面）を押し上げるようなブームの起仰動作をし、これによりブーム先端部の負荷荷重が増大して転倒モーメントが限界値に達し（或いはブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達し）、ブームの倒伏、伸長動作が禁止されてしまった場合にはブームを収縮させる以外に作業台を移動させる方法はなく、ブームを収縮動作できない状況ではブームを全く動かせなくなって立ち往生してしまうケースもあり得る。このような場合、ブームの作動規制を解除してブームを倒伏等させれば立ち往生から逃れることができるが、このような作業者による規制解除はできるだけ避けるようにすることが好ましい。
【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、構造物を押し上げるなどのブームの起仰動作によりブーム先端部の負荷荷重が増大し、これにより転倒モーメントが限界値に達し、或いはブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達してブームの作動規制が働いてしまった場合において、作業者が作動規制を解除することなく安全にブームを動かすことができるようにしたブーム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、第１の本発明は、車体と、車体に起伏及び伸縮自在に設けられたブームと、外部からの操作入力（例えば、実施形態におけるブーム操作レバー５１からの操作入力）に応じてブームを起伏又は伸縮させる制御を行うブーム作動制御手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０のバルブ駆動信号生成部６１、バルブ駆動部６２及び制御バルブＶ１〜Ｖ３）と、車体に作用する転倒モーメントを検出する転倒モーメント検出手段（例えば、実施形態における軸力検出器７１及びコントローラ６０の転倒モーメント算出部６３）と、転倒モーメント検出手段により検出された転倒モーメントが限界値に達しているか否かを判断する判断手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０の判断部６４）と、判断手段により転倒モーメントが限界値に達していると判断されたときに、ブーム作動制御手段による、転倒モーメントが限界値を超える方向のブームの動作を禁止する規制手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０の規制部６５及びバルブ駆動信号生成部６１）とを有したブーム作業車（例えば、実施形態における高所作業車１）の安全装置において、判断手段により転倒モーメントが限界値に達していると判断されたときに、判断手段による上記判断がなされる直前におけるブームの動作を検出するブーム動作検出手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０の操作信号記憶部６６及びブーム動作検出部６７）を備え、ブーム動作検出手段により、判断手段により転倒モーメントが限界値に達していると判断される直前におけるブームの動作がブームの伸長を伴わない起仰動作であったことが検出されたときには、ブームの先端部が構造物に引っかかったり押しつけられたりしていると判断して、規制手段は、判断手段により転倒モーメントが限界値に達していると判断される状態が終了するまでブーム作動制御手段によるブームの伸長を伴わない倒伏動作であれば許容するようになっている。
【０００６】
この安全装置では、車体に作用する転倒モーメントを転倒モーメント検出手段により検出し、この転倒モーメント検出手段により検出された転倒モーメントが限界値に達しているか否かを判断手段により判断する。そして、この判断手段により転倒モーメントが限界値に達していると判断されたときには、転倒モーメントが限界値を超える方向のブームの動作を規制手段により規制する。また、判断手段により転倒モーメントが限界値に達していると判断されたときには、判断手段による上記判断がなされる直前におけるブームの動作をブーム動作検出手段により検出し、このブーム動作検出手段により検出されたブームの動作がブームの伸長を伴わない起仰動作であった場合には、規制手段は、判断手段により転倒モーメントが限界値に達していると判断される状態が終了するまでブームの伸長を伴わない倒伏動作を許容するようにする。
【０００７】
このように第１の本発明に係るブーム作業車の安全装置においては、車体に作用する転倒モーメントが大きくなって限界値に達しているときには、転倒モーメントが限界値を超える方向のブームの動作が禁止されて車体が転倒に至る事態が防止されるが、転倒モーメントが限界値に達する直前におけるブームの動作がブームの伸長を伴わない起仰動作であった場合には、転倒モーメントが限界値に達している状態が終了するまでブームの伸長を伴わない倒伏動作、すなわちブームを単純に倒伏させる動作及びブームを収縮させながら倒伏させる動作が許容される。このため、ブームの起仰動作により構造物を押し上げるなどし、転倒モーメントが限界値に達して作動規制が働いてしまった場合であっても、従来のように作業者が作動規制を解除することなく安全にブームを動かすことができ、立ち往生から逃れることができる。
【０００８】
また、このような規制状態においてブームの倒伏動作が許容されるのは転倒モーメントが限界値に達している状態が終了するまで、すなわちこの規制自体が解除されるまでの間であるので、その後倒伏若しくは伸長を伴うブーム動作を行って規制状態になった場合には本来の規制が働き、ブームの倒伏及び伸長動作が禁止されて車体の転倒が防止されるが、このような作動規制の一部解除に相当する処置は作業者が自らの意志で行うものではないので規制解除状態がそのまま忘れられたままになるようなことがなく、安全性が高い。
【０００９】
また、第２の本発明は、車体と、車体に起伏及び伸縮自在に設けられたブームと、外部からの操作入力（例えば、実施形態におけるブーム操作レバー５１からの操作入力）に応じてブームを起伏又は伸縮させる制御を行うブーム作動制御手段（例えば、実施形態におけるコントローラ１６０のバルブ駆動信号生成部１６１、バルブ駆動部１６２及び制御バルブＶ１〜Ｖ３）と、ブームの先端部に作用する負荷荷重（下方荷重）を検出する荷重検出手段（例えば、実施形態における荷重検出器７４）と、車体に対するブームの先端部の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７５、長さ検出器７６、旋回角度検出器７２及びコントローラ１６０の位置算出部１６３）と、位置検出手段により検出されたブームの先端部の位置が、荷重検出手段により検出された負荷荷重に対応して定められる許容移動範囲の限界位置に達しているか否かを判断する判断手段（例えば、実施形態におけるコントローラ１６０の判断部１６４）と、判断手段によりブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断されたときに、ブーム作動制御手段による、ブームの先端部の位置が許容移動範囲を逸脱する方向のブームの動作を禁止する規制手段（例えば、実施形態におけるコントローラ１６０の規制部１６５及びバルブ駆動信号生成部１６１）とを有したブーム作業車の安全装置において、判断手段によりブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断されたときに、判断手段による判断がなされる直前におけるブームの動作を検出するブーム動作検出手段（例えば、実施形態におけるコントローラ１６０の操作信号記憶部１６６及びブーム動作検出部１６７）を備え、ブーム動作検出手段により、判断手段によりブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断される直前におけるブームの動作がブームの伸長を伴わない起仰動作であったことが検出されたときには、ブームの先端部が構造物に引っかかったり押しつけられたりしていると判断して、規制手段は、判断手段によりブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断される状態が終了するまでブーム作動制御手段によるブームの伸長を伴わない倒伏動作であれば許容するようになっている。
【００１０】
この安全装置では、車体に対するブームの先端部の位置を位置検出手段により検出し、この検出されたブームの先端部の位置が、荷重検出手段により検出されたブームの先端部に作用する負荷荷重に対応して定められる許容移動範囲の限界位置に達しているか否かを判断手段により判断する。そして、この判断手段によりブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断されたときには、ブームの先端部の位置が許容移動範囲を逸脱する方向のブームの動作を規制手段により規制する。また、判断手段によりブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断されたときには、判断手段による上記判断がなされる直前におけるブームの動作をブーム動作検出手段により検出し、このブーム動作検出手段により検出されたブームの動作がブームの伸長を伴わない起仰動作であった場合には、規制手段は、判断手段によりブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断される状態が終了するまでブームの伸長を伴わない倒伏動作を許容するようにする。
【００１１】
このように第２の本発明に係るブーム作業車の安全装置においては、車体に対するブームの先端部の位置がブームの先端部に作用する負荷荷重に対応して定められる許容移動範囲の限界位置に達しているときには、ブームの先端部の位置が許容移動範囲を逸脱する方向のブームの動作が禁止されて車体が転倒に至る事態が防止されるが、ブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達する直前におけるブームの動作がブームの伸長を伴わない起仰動作であった場合には、ブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達している状態が終了するまでブームの伸長を伴わない倒伏動作、すなわちブームを単純に倒伏させる動作及びブームを収縮させながら倒伏させる動作が許容される。これにより上記第１の本発明に係る安全装置と同様の効果を得ることができる。
【００１２】
【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は第１の本発明に係る安全装置を備えたブーム式の高所作業車を示しており、図１はその安全装置の構成をブロック図で示したものである。この高所作業車１はタイヤ車輪１１を備えて道路走行が走行可能な車体１０と、この車体１０に設けられた旋回台２０に起伏自在に取り付けられたブーム３０と、このブーム３０の先端部に水平旋回（首振り）自在に取り付けられた作業台４０とを有して構成されている。
【００１３】
旋回台２０は車体１０の後部に取り付けられており、車体１０に内蔵された旋回モータ２３を油圧駆動することにより上下軸まわりに回転させてブーム３０を旋回させることが可能である。ブーム３０は旋回台２０の上方に延びて形成された支柱２１の上端部にフートピン２２により枢結されており、旋回台２０との間に跨設された起伏シリンダ２４を油圧駆動することにより上下面内で起伏させることが可能である。また、ブーム３０は入れ子式に構成されており、内蔵された伸縮シリンダ３１を油圧駆動することにより長手方向に伸縮させることが可能である。
【００１４】
ブーム３０の先端部には垂直ポスト３２が取り付けられており、この垂直ポスト３２の周囲を取り囲むように作業台４０のブラケット４１が取り付けられている。垂直ポスト３２は図示しない油圧シリンダにより常時垂直に保持されるようになっており、作業台４０の床面は常に水平が保たれる。また、作業台４０のブラケット４１には電動式の首振りモータ４２が設けられており、この首振りモータ４２を電気駆動す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可能である。
【００１５】
車体１０の前後左右４箇所にはアウトリガジャッキ１２が設けられており、各々側方に張り出して用いることができるようになっている。このように各アウトリガジャッキ１２を車体１０の側方に張り出して用いることにより作業中の車体１０を安定状態にでき、車体１０に作用する大きな転倒モーメントにも抗することができるようになっている。
【００１６】
作業台４０に備えられた操作ボックス５０にはブーム操作レバー５１と首振り操作レバー（図示せず）とが設けられている。ブーム操作レバー５１はいわゆるジョイスティック型のレバーであり、中立位置を中心に前後左右を含む３６０度いずれの方向にも傾動操作することが可能であるとともに、中立位置を中心に時計回り及び反時計回りに捻り操作することが可能である。首振り操作レバーは中立位置から前後方向に傾動操作することが可能であり、このような前後方向の傾動操作により首振りモータ４２を正逆両方向に回転させて作業台４０を首振りさせることが可能である。
【００１７】
図１に示すように、ブーム操作レバー５１の操作信号はコントローラ６０のバルブ駆動信号生成部６１に入力される。このバルブ駆動信号生成部６１は、ブーム操作レバー５１の前後方向への傾動操作に応じて起伏シリンダ２４を伸縮させる信号をバルブ駆動部６２へ出力し、ブーム操作レバー５１の左右方向への傾動操作に応じて伸縮シリンダ３１を伸縮させる信号をバルブ駆動部６２へ出力する。また、ブーム操作レバー５１の軸まわり方向への捻り操作に応じて旋回モータ２３を順逆方向に回転させる信号をバルブ駆動部６２へ出力する。
【００１８】
バルブ駆動部６２は、バルブ駆動信号生成部６１より入力されたバルブ駆動信号に基づいて起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３それぞれに対応する制御バルブＶ１〜Ｖ３を電磁駆動する。これにより油圧ポンプＰより起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３へ供給される作動油の制御が行われ、ブーム３０はブーム操作レバー５１の操作に応じた起伏、伸縮、旋回動作をする。
【００１９】
このため作業台４０に搭乗した作業者は、操作ボックス５０からブーム操作レバー５１と首振り操作レバーとの操作を行うことによりブーム３０の起伏、伸縮、旋回作動と作業台４０の首振り作動とを行うことができ、作業者は自ら所望の位置に移動して作業を行うことができるのであるが、この高所作業車１には車体１０に作用する転倒モーメントにより車体１０が転倒することを防止する安全装置が備えられており、以下、この安全装置について詳細に説明する。
【００２０】
この安全装置は車体１０に作用する転倒モーメントを検出し、この検出した転倒モーメントが限界値を超えないようにブーム３０の動作を規制する構成になっている。この限界値は旋回台２０の旋回角度（すなわちブーム３０の旋回角度）及びアウトリガジャッキ１２の張り出し幅に応じて可変に設定されるようになっており、ブーム３０が車体１０の前後方向に位置しているときやアウトリガジャッキ１２の張り出し幅が大きいときには大きな値が、またブーム３０が車体１０の側方に位置しているときやアウトリガジャッキ１２の張り出し幅が小さいときには小さい値が設定される。また、転倒モーメントはブーム３０の先端部に作用する負荷荷重（作業台４０の積載重量）のほか、ブーム３０の起伏角度とブーム３０の長さの影響を受け、ブーム３０の先端部に作用する負荷荷重が大きいほど、ブーム３０の起伏角度が小さいほど、またブーム３０の長さが長いほど大きな値となる。
【００２１】
車体１０に作用する転倒モーメントは起伏シリンダ２４の軸力の大きさに基づいて求められる。このため起伏シリンダ２４の下端部には起伏シリンダ２４に作用する軸力を検出する軸力検出器７１が備えられており（図２参照）、その検出情報はコントローラ６０の転倒モーメント算出部６３に入力されるようになっている。この転倒モーメント算出部６３では軸力検出器７１により検出される起伏シリンダ２４の軸力に基づいて車体１０に作用する転倒モーメントを算出し、これをコントローラ６０の判断部６４に出力する。
【００２２】
コントローラ６０の判断部６４は、転倒モーメント算出部６３において算出された車体１０に作用する転倒モーメントが、車体１０が転倒しない範囲で定められる限界値に達しているか否かの判断を行い、その判断結果をコントローラ６０の規制部６５に出力する。ここで、限界値は前述のように旋回台２０の旋回角度及びアウトリガジャッキ１２の張り出し幅の値に応じて可変に設定されるようになっているが、これら各情報は旋回台２０の近傍に設けられた旋回角度検出器７２（図２も参照）及び各アウトリガジャッキ１２の近傍に設けられた張り出し幅検出器７３（図２には図示せず）より与えられる。
【００２３】
コントローラ６０の規制部６５は、判断部６４において転倒モーメントが限界値に達していると判断されたときに、転倒モーメントが限界値を超える方向のブーム動作を禁止する規制信号をバルブ駆動信号生成部６１に出力する。ここで、転倒モーメントが限界値を超える方向のブーム動作とは、具体的にはブームの倒伏及び伸長動作である。
【００２４】
バルブ駆動信号生成部６１はこのような規制信号が規制部６５から入力されると、先ずブーム３０の作動を停止させるバルブ駆動信号をバルブ駆動部６２に出力してブーム３０の作動を停止させ、続いて図５の表に示すように、転倒モーメントを更に増大させる虞のあるブーム３０の倒伏及び伸長動作を禁止する。すなわちブーム３０の作動を停止させた後は、ブーム３０を倒伏させたり伸長させたりする操作信号がブーム操作レバー５１の操作により出力されたとしてもこれらの操作信号は無視し、単純な起仰動作（起伏シリンダ２４の伸長作動のみによる動作）、単純な収縮動作（伸縮シリンダ３１の収縮作動のみによる動作）及び収縮させながら起仰させる動作に対応する操作信号のみを受け付ける。このため作業者はブーム３０の動作中に作動が停止した場合には、これらいずれかのブーム動作により上記規制状態、すなわち判断部６４において転倒モーメントが限界値に達していると判断される状態から抜け出る必要がある。また、一旦この規制状態から抜け出れば上記規制は全て解除され、通常のブーム動作が可能となる。
【００２５】
図３は或るブーム３０の旋回角度及びアウトリガジャッキ１２の張り出し幅に対応して車体１０の側方に設定されるブーム３０の先端部の移動できる領域Ｒを例示したものである。この図に示すように、転倒モーメントが限界値に達することによりブーム３０の先端部を移動することができなくなる限界線は領域Ｒの最も外側のほぼ垂直な線Ｌとなる。そして、ブーム３０の先端部がブーム３０の倒伏若しくは伸長を伴う動作によりこの限界線Ｌ上に位置したときに上記規制がブーム３０に働くことになる。
【００２６】
また、コントローラ６０には、ブーム操作レバー５１の操作信号の履歴を一定時間記憶しながら順次更新していく操作信号記憶部６６と、判断部６４において転倒モーメントが限界値に達していると判断されたときに、操作信号記憶部６６に記憶されたブーム操作レバー５１の操作信号の履歴に基づいて、判断部６４による上記判断（転倒モーメントが限界値に達しているとの判断）がなされる直前におけるブーム３０の動作を検出するブーム動作検出部６７とが備えられている。そして規制部６５は、判断部６４において転倒モーメントが限界値に達していると判断されたときには上記規制信号をバルブ駆動信号生成部６１に出力するとともに、ブーム動作検出部６７により検出されたブーム３０の動作（転倒モーメントが限界値に達する直前におけるブーム３０の動作）がブーム３０の伸長を伴わない起仰動作であった場合には、判断部６４により転倒モーメントが限界値に達していると判断される状態が終了するまで、ブーム３０の伸長を伴わない倒伏動作を許容する許容信号をバルブ駆動信号生成部６１に出力する。
【００２７】
バルブ駆動信号生成部６１は、規制部６５より規制信号とともに許容信号が入力された場合には、先ずブーム３０の作動を停止させるバルブ駆動信号をバルブ駆動部６２に出力してブーム３０の作動を停止させ、続いて図５の表に示すように、転倒モーメントを増大させる虞のあるブーム３０の伸長動作を禁止する。これによりブーム３０の伸長動作は禁止されるものの、伸長を伴わない倒伏動作は可能となり、作業者はこの伸長を伴わない倒伏動作によってこの規制状態、すなわち判断部６４において転倒モーメントが限界値に達していると判断される状態から抜け出ることができる。また、この規制状態から抜け出れば上記規制は全て解除され、通常のブーム動作が可能となる。
【００２８】
ここで、上記ブーム３０の伸長を伴わない起仰動作とは、ブーム３０の単純な起仰動作及びブーム３０を収縮させながら行う起仰動作であり、前者の場合にはブーム３０の先端部（作業台４０）はフートピン２２を中心に円弧軌道を描いて移動する。また、このようなブーム３０の単純な起仰動作により転倒モーメントが限界値に達するケースとは、このようなブーム３０の起仰動作中に作業台４０が構造物に引っ掛かったような場合、或いはこのようなブーム３０の起仰動作中に作業台４０を構造物（例えば橋梁）の下面に押し付けてしまったような場合などである。
【００２９】
図４はブーム３０を単純起仰させながらブーム３０の先端部（作業台４０）をＰ地点から移動させているときに、ブーム３０の先端部がＱ地点において構造物の下面Ｓに押し付けられ、これにより転倒モーメントが限界値に達してしまった場合の例を示している。なお、ブーム３０の先端部が構造物の下面Ｓに押し付けられた場合に必ず転倒モーメントが限界値に達するというわけではなく、ブーム３０の先端部が構造物の下面Ｓに押し付けられた後も起仰を続け、これにより軸力検出器７１により検出される起伏シリンダ２４の軸力が大きくなってしまった場合に転倒モーメントが限界値に達する可能性が出てくる。
【００３０】
このように第１の本発明においては、車体１０に作用する転倒モーメントが大きくなって限界値に達しているときには、転倒モーメントが限界値を超える方向のブーム３０の動作が禁止されて車体１０が転倒に至る事態が防止されるが、転倒モーメントが限界値に達する直前におけるブーム３０の動作がブーム３０の伸長を伴わない起仰動作であった場合には、転倒モーメントが限界値に達している状態が終了するまでブーム３０の伸長を伴わない倒伏動作、すなわちブーム３０を単純に倒伏させる動作及びブーム３０を収縮させながら倒伏させる動作が許容される。このため、ブーム３０の起仰動作により構造物を押し上げるなどし、転倒モーメントが限界値に達してブーム３０の作動規制が働いてしまった場合であっても、従来のように作業者が作動規制を解除したりすることなく安全にブーム３０を動かすことができ、立ち往生から逃れることができる。
【００３１】
また、このような規制状態においてブーム３０の倒伏動作が許容されるのは転倒モーメントが限界値に達している状態が終了するまで、すなわちこの規制自体が解除されるまでの間であるので、その後倒伏若しくは伸長を伴うブーム動作を行って規制状態になった場合には本来の規制が働き、ブーム３０の倒伏及び伸長動作が禁止されて車体１０の転倒が防止されるが、このような作動規制の一部解除に相当する処置は作業者が自らの意志で行うものではないので規制解除状態がそのまま忘れられたままになるようなことがなく、安全性が高い。
【００３２】
次に、第２の本発明に係る安全装置について説明する。この安全装置は上述の第１の本発明に係る安全装置におけるコントローラの構成が変わるのみであるので、この第２の本発明に係る安全装置の適用対象を上記高所作業車１とし、その共通部分についての説明は省略することにする。
【００３３】
図６に示すように、ブーム操作レバー５１の操作信号はコントローラ１６０のバルブ駆動信号生成部１６１に入力され、このバルブ駆動信号生成部１６１は、ブーム操作レバー５１の前後方向への傾動操作に応じて起伏シリンダ２４を伸縮させる信号をバルブ駆動部１６２へ出力し、ブーム操作レバー５１の左右方向への傾動操作に応じて伸縮シリンダ３１を伸縮させる信号をバルブ駆動部１６２へ出力する。また、ブーム操作レバー５１の軸まわり方向への捻り操作に応じて旋回モータ２３を順逆方向に回転させる信号をバルブ駆動部１６２へ出力する。
【００３４】
バルブ駆動部１６２は、バルブ駆動信号生成部１６１より入力されたバルブ駆動信号に基づいて起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３それぞれに対応する制御バルブＶ１〜Ｖ３を電磁駆動する。これにより油圧ポンプＰより起伏シリンダ２４、伸縮シリンダ３１及び旋回モータ２３へ供給される作動油の制御が行われ、ブーム３０はブーム操作レバー５１の操作に応じた起伏、伸縮、旋回動作をする。これにより作業台４０に搭乗した作業者は自ら所望の位置に移動して作業を行うことができる。
【００３５】
この第２の本発明に係る安全装置においては、車体１０に対するブーム３０の先端部の位置を検出し、この検出したブームの先端部の位置が設定された許容移動範囲を逸脱しないようにブーム３０の動作を規制する構成になっている。この許容移動範囲はブーム３０の先端部に作用する負荷荷重（作業台４０積載重量のような下方荷重）に対応して設定され、旋回台２０の旋回角度（すなわちブーム３０の旋回角度）及びアウトリガジャッキ１２の張り出し幅ごとに異なる領域となるようになっている。具体的には、ブーム３０の先端部の負荷荷重が大きいほどより狭い領域が設定され、その中でもブーム３０が車体１０の側方に位置するほど、またアウトリガジャッキ１２の張り出し幅が小さいほど狭くなる。ここで、車体１０に対するブーム３０の先端部の位置はブーム３０の起伏角度を検出する起伏角度検出器７５、ブーム３０の長さを検出する長さ検出器７６及び前述の旋回角度検出器７２からの検出情報に基づいて演算を行うコントローラ１６０の位置算出部１６３により求められ、ブーム３０の先端部に作用する負荷荷重はブーム３０の先端部に設けられた荷重検出器７４により検出される。
【００３６】
コントローラ１６０の判断部１６４は荷重検出器７４、旋回角度検出器７２及び前述の張り出し検出器７３からの情報に基づいて、そのときにおけるブーム３０の旋回角度及びアウトリガジャッキ１２の張り出し幅、及びブーム３０の先端部の負荷荷重に対応する移動許容領域（車体１０を転倒させることなくブーム３０の先端部を移動できる領域）を設定し、位置算出部１６３において算出されたブーム３０の先端部の位置が、この設定された移動許容領域の限界位置に達しているか否かの判断を行い、その判断結果をコントローラ１６０の規制部１６５に出力する。そしてコントローラ１６０の規制部１６５は、判断部１６４においてブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断されたときには、ブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲を逸脱する方向のブーム動作を禁止する規制信号をバルブ駆動信号生成部１６１に出力する。ここで、ブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲を逸脱する方向のブーム動作とは、具体的にはブームの倒伏及び伸長動作である。なお、判断部１６４において設定される許容移動範囲はほぼ前述の図３に示す領域のようになり、上記移動許容領域の限界位置は、この図における線Ｌに相当する位置となる。
【００３７】
バルブ駆動信号生成部１６１はこのような規制信号が規制部１６５から入力されると、先ずブーム３０の作動を停止させるバルブ駆動信号をバルブ駆動部１６２に出力してブーム３０の作動を停止させ、前述した図５の表に示すように、転倒モーメントを更に増大させる虞のあるブーム３０の倒伏及び伸長動作を禁止する。すなわちブーム３０の作動を停止させた後は、ブーム３０を倒伏させたり伸長させたりする操作信号がブーム操作レバー５１の操作により出力されたとしてもこれらの操作信号は無視し、単純な起仰動作（起伏シリンダ２４の伸長作動のみによる動作）、単純な収縮動作（伸縮シリンダ３１の収縮作動のみによる動作）及び収縮させながら起仰させる動作に対応する操作信号のみを受け付ける。このため作業者はブーム３０の動作中に作動が停止した場合には、これらいずれかのブーム動作により上記規制状態、すなわち判断部１６４においてブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断される状態から抜け出る必要がある。また、一旦この規制状態から抜け出れば上記規制は全て解除され、通常のブーム動作が可能となる。
【００３８】
また、コントローラ１６０には、ブーム操作レバー５１の操作信号の履歴を一定時間記憶しながら順次更新していく操作信号記憶部１６６と、判断部１６４においてブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断されたときに、操作信号記憶部１６６に記憶されたブーム操作レバー５１の操作信号の履歴に基づいて、判断部１６４による上記判断（ブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達しているとの判断）がなされる直前におけるブーム３０の動作を検出するブーム動作検出部１６７とが備えられている。そして規制部１６５は、判断部１６４においてブーム３０の先端部の位置が設定された許容移動範囲の限界位置に達していると判断されたときには上記規制信号をバルブ駆動信号生成部１６１に出力するとともに、ブーム動作検出部１６７により検出されたブーム３０の動作（ブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達する直前におけるブーム３０の動作）がブーム３０の伸長を伴わない起仰動作であった場合には、判断部１６４によりブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断される状態が終了するまで、ブーム３０の伸長を伴わない倒伏動作を許容する許容信号をバルブ駆動信号生成部１６１に出力する。
【００３９】
バルブ駆動信号生成部１６１は、規制部１６５より規制信号とともに許容信号が入力された場合には、先ずブーム３０の作動を停止させるバルブ駆動信号をバルブ駆動部１６２に出力してブーム３０の作動を停止させ、続いて図５の表に示すように、ブーム３０の先端部の位置を許容移動範囲から逸脱させる虞のあるブーム３０の伸長動作を禁止する。これによりブーム３０の伸長動作は禁止されるものの、伸長を伴わない倒伏動作は可能となり、作業者はこの伸長を伴わない倒伏動作によってこの規制状態、すなわち判断部１６４においてブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達していると判断される状態から抜け出ることができる。また、この規制状態から抜け出れば上記規制は全て解除され、通常のブーム動作が可能となる。ここで、上記ブーム３０の伸長を伴わない起仰動作とは前述のように、ブーム３０の単純な起仰動作及びブーム３０を収縮させながら行う起仰動作である。
【００４０】
このように第２の本発明においては、車体１０に対するブーム３０の先端部の位置がブーム３０の先端部に作用する負荷荷重に対応して定められる許容移動範囲の限界位置に達しているときには、ブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲を逸脱する方向のブーム３０の動作が禁止されて車体１０が転倒に至る事態が防止されるが、ブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達する直前におけるブーム３０の動作がブーム３０の伸長を伴わない起仰動作であった場合には、ブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達している状態が終了するまでブーム３０の伸長を伴わない倒伏動作、すなわちブーム３０を単純に倒伏させる動作及びブーム３０を収縮させながら倒伏させる動作が許容される。これにより上述した第１の本発明に係る安全装置と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
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ものに限定されない。例えば、上記第１の本発明についての実施形態では、転倒モーメントを検出する手段は転倒モーメントを起伏シリンダ２４の軸力に基づいて算出する構成であったが、作業台４０の負荷荷重とこの作業台４０の車体１０に対する位置とを検出し、これらの値に基づいて転倒モーメントを算出する構成等であっても構わない。また、上記第１及び第２の本発明に対応する実施形態では、転倒モーメントが限界値に達しているか否かの判断がなされる直前におけるブームの動作の検出に、コントローラ６０（１６０）の操作信号記憶部６６（１６６）に記憶されたブーム操作レバー５１の操作信号の履歴を用いていたが、このような構成に代えて、ブーム操作レバー５１の操作状態若しくは起伏シリンダ２４の作動に関連する制御バルブＶ１の作動状態を検出して行うようにしてもよい。
【００４２】
また、上記第２の本発明についての実施形態では、ブーム３０の先端部の許容移動範囲はブーム３０の先端部に作用する負荷荷重のほか、ブーム３０の旋回角度及びアウトリガジャッキ１２の張り出し幅をパラメータとして設定される構成であったが、この許容移動範囲はブーム３０の先端部に作用する負荷荷重に対応して設定されるようになっていればよく、必ずしもブーム３０の旋回角度とアウトリガジャッキ１２の張り出し幅とにも応じて可変に設定されるようになっている必要はない。
【００４３】
また、上記実施形態ではブーム作業車（高所作業車１）はタイヤ車輪により走行するものであったが、これらクローラ装置等により走行するものであってもよい。また、上記実施形態では本発明の安全装置がブーム式の高所作業車に適用されていたが、本発明はこのような高所作業車に限られず、クレーン等他のブーム作業車にも適用することが可能である。更に、上記実施形態に示した高所作業車はブーム３０を旋回できる構成であったが、本発明が適用されるブーム作業車としては必ずしもブーム３０の旋回をできるものでなくてもよい。
【００４４】
なお、上記実施形態では、構造物を押し上げるようなブーム３０の起仰動作や、作業台４０に設けたウインチにより重量物を吊った状態でのブーム３０を起仰動作等により転倒モーメントが限界値に達し、或いはブーム３０の先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達した場合でもブーム３０を更に起仰させる動作は可能であったが、このような場合にはブーム３０に無理な力が掛かったりタイヤ車輪１１の一部が浮いたりする虞があるため、ブーム３０の起仰動作により規制が作用した場合にはブーム３０の起仰動作を禁止するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の本発明に係るブーム作業車の安全装置においては、車体に作用する転倒モーメントが大きくなって限界値に達しているときには、転倒モーメントが限界値を超える方向のブームの動作が禁止されて車体が転倒に至る事態が防止されるが、転倒モーメントが限界値に達する直前におけるブームの動作がブームの伸長を伴わない起仰動作であった場合には、転倒モーメントが限界値に達している状態が終了するまでブームの伸長を伴わない倒伏動作、すなわちブームを単純に倒伏させる動作及びブームを収縮させながら倒伏させる動作が許容される。このため、ブームの起仰動作により構造物を押し上げるなどし、転倒モーメントが限界値に達してブームに作動規制が働いてしまった場合であっても、従来のように作業者が作動規制を解除したりすることなく安全にブームを動かすことができ、立ち往生から逃れることができる。
【００４６】
また、このような規制状態においてブームの倒伏動作が許容されるのは転倒モーメントが限界値に達している状態が終了するまで、すなわちこの規制自体が解除されるまでの間であるので、その後倒伏若しくは伸長を伴うブーム動作を行って規制状態になった場合には本来の規制が働き、ブームの倒伏及び伸長動作が禁止されて車体の転倒が防止されるが、このような作動規制の一部解除に相当する処置は作業者が自らの意志で行うものではないので規制解除状態がそのまま忘れられたままになるようなことがなく、安全性が高い。
【００４７】
また、第２の本発明に係るブーム作業車の安全装置においては、車体に対するブームの先端部の位置がブームの先端部に作用する負荷荷重に対応して定められる許容移動範囲の限界位置に達しているときには、ブームの先端部の位置が許容移動範囲を逸脱する方向のブームの動作が禁止されて車体が転倒に至る事態が防止されるが、ブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達する直前におけるブームの動作がブームの伸長を伴わない起仰動作であった場合には、ブームの先端部の位置が許容移動範囲の限界位置に達している状態が終了するまでブームの伸長を伴わない倒伏動作、すなわちブームを単純に倒伏させる動作及びブームを収縮させながら倒伏させる動作が許容される。これにより上記第１の本発明に係る安全装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の本発明に係るブーム作業車の安全装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この安全装置が備えられたブーム作業車の一例である高所作業車の側面図である。
【図３】ブームの先端部の移動できる領域Ｒ及び転倒モーメントが限界値に達することによりブームの先端部を移動することができなくなる限界線Ｌを示す高所作業車の背面図である。
【図４】ブームを単純起仰させながらブームの先端部をＰ地点からＱ地点へ移動させた状況を示す高所作業車の背面図である。
【図５】本発明に係る安全装置におけるブーム動作の規制内容を規制前のブーム動作ごとに示す図表である。
【図６】第２の本発明に係るブーム作業車の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（ブーム作業車）
１０    車体
３０    ブーム
４０    作業台
６０    コントローラ
６１    バルブ駆動信号生成部（ブーム作動制御手段、規制手段）
６２    バルブ駆動部（ブーム作動制御手段）
６３    転倒モーメント算出部（転倒モーメント検出手段）
６４    判断部（判断手段）
６５    規制部（規制手段）
６６    操作信号記憶部（ブーム動作検出手段）
６７    ブーム動作検出部（ブーム動作検出手段）
７１    軸力検出器（転倒モーメント検出手段）
Ｖ１〜Ｖ３    制御バルブ（ブーム作動制御手段）
【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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【図６】
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