JP4364337B2

JP4364337B2 - ブーム式作業車の過負荷防止装置

Info

Publication number: JP4364337B2
Application number: JP06070399A
Authority: JP
Inventors: 一彦平見; 克文森
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2019-03-08
Also published as: JP2000256000A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブームの過負荷を検知して過負荷による弊害を未然に防止するブーム式作業車の過負荷防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、起伏シリンダの伸縮により伸縮ブームを起伏駆動し、この伸縮ブームに作用するモーメントを起伏シリンダの支持力として検出する起伏支持力検出手段（例えば起伏シリンダのロッドの圧縮を検出する圧縮歪検出器、起伏シリンダの作動圧を検出する圧力検出器、又は起伏シリンダの取付ピンの曲げを検出する曲げ歪検出器等）を備え、起伏支持力検出手段の出力値に基づき前記伸縮ブームの過負荷を検知し、作業車の転倒あるいは損傷等の過負荷による弊害を未然に防止するブーム式作業車の過負荷防止装置が知られている。このものでは、作業中の安全は起伏支持力検出手段の正常な作動が前提となっているので、従来は、作業開始前に操作者がこの起伏支持力検出手段の点検を行っていた。
【０００３】
この作業開始前点検は、例えば、伸縮ブームを１０°に起仰させたときの起伏支持力検出手段による検出表示が所定範囲内にあるか否かを確認し、所定範囲内にある場合には予め定められた値と一致するように零点調整器を調整し、続いて、伸縮ブームを５０°に起立させたときの検出表示が予め定められた値と一致することを確認することによって行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この起伏支持力検出手段の作業開始前点検は、安全確保のために必要欠くべからざる手続ではあるが、操作者が必ずしも行うとは限らないので、これを自動的に実行する構成を採用することが望ましい。ところが、伸縮ブームを起仰させて行うこのような点検は、伸縮ブームの荷重条件が所定の条件のもとで行われる必要があり、ブーム先端のバケット内に積載物がある等してその所定の条件と異なる条件下にあるにもかかわらず作業開始前点検が自動的に行われることとすると、検出されるモーメントの値が予定された値と異なることとなってしまう。すなわち、予め想定された所定条件とは異なる荷重条件のもとで自動的に点検を行わせることとすると、作業開始前点検の意義自体が失われてしまうため、その自動化は困難である。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、作業開始前点検時の伸縮ブームの荷重条件に依存することなく、その起伏支持力検出手段の作業開始前点検を自動的に実行することのできるブーム式作業車の過負荷防止装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、起伏シリンダの伸縮により伸縮ブームを起伏駆動し、該伸縮ブームに作用するモーメントを前記起伏シリンダの支持力として検出する起伏支持力検出手段を備え、該起伏支持力検出手段の出力値に基づき前記伸縮ブームの過負荷を検知し、過負荷による弊害を未然に防止するブーム式作業車の過負荷防止装置において、前記伸縮ブームをブームレストに載せた状態で前記起伏シリンダを前記伸縮ブームの倒伏側に所定圧を加えて作動させたときに前記支持力を前記起伏支持力検出手段により検出し、該起伏支持力検出手段の出力値である第１出力値が第１所定範囲内にあるか否かに基づいて、該起伏支持力検出手段の作動が正常であるか否かを判断する判断手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記判断手段が、更に、前記伸縮ブームを前記ブームレストに載せた状態で前記起伏シリンダに前記伸縮ブームの起立・倒伏のいずれの側にも作動圧がかかっていないときに前記支持力を前記起伏支持力検出手段により検出し、該起伏支持力検出手段の出力値である第２出力値が第２所定範囲内にあるか否かに基づいて、該起伏支持力検出手段の作動が正常であるか否かを判断することを特徴とする。
【０００８】
請求項１及び請求項２に係るブーム式作業車の過負荷防止装置によれば、伸縮ブームをブームレストに載せた状態で起伏支持力検出手段の作動が調べられるので、伸縮ブームに加わる荷重はブームレストに支持されて起伏支持力検出手段に影響を及ぼさず、伸縮ブームの荷重条件に依存することなく起伏支持力検出手段の点検を行うことができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のブーム式作業車の過負荷防止装置において、作業開始時の所定操作により、前記起伏支持力検出手段の作動が正常であるか否かの判断が自動的に行われることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係るブーム式作業車の過負荷防止装置によれば、電源投入に伴い起伏支持力検出手段の作動が正常であるか否かの判断が自動的になされ、起伏支持力検出手段の作業開始前点検を自動的に実行することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１及び図２は本発明に係る過負荷防止装置を備えたブーム式作業車を示す。このブーム式作業車１は、車体２、旋回台３、伸縮ブーム４、起伏シリンダ５、及びブームレスト６を備えている。
【００１３】
旋回台３は車体２の後部上面に設けられ、図示を略す旋回モータにより旋回軸Ｏ₁を中心として矢印Ａ−Ａ方向に水平旋回する。伸縮ブーム４は起伏シリンダ５とともに旋回台３に設けられ、起伏シリンダ５の伸縮により回動軸Ｏ₂を中心として矢印Ｂ−Ｂ方向に起伏駆動される。伸縮ブーム４はその内部に設けられた図示を略す伸縮シリンダ装置により長手方向に伸縮可能となっている。伸縮ブーム４は車両走行時等の使用しない場合には、全縮格納状態でブームレスト６に載置される。
【００１４】
伸縮ブーム４の先端部には、作業者による高所作業用のバケット７が設けられている。車体２の前後には、作業時に車幅方向に張り出して車体２をジャッキアップするアウトリガ装置８が設けられている。
【００１５】
図３に示すように、起伏シリンダ５のロッドの先端部で伸縮ブーム４との連結部近傍には、伸縮ブーム４を支持する起伏シリンダ５の支持力をこれに生じるひずみにより検出するひずみゲージ９が設けられている。このひずみゲージ９は起伏支持力検出手段（モーメント検出器）としての役割を果たし、後述の制御装置等とともに過負荷防止装置を構成している。また、ブーム式作業車１においては、アウトリガ装置８によるジャッキアップ駆動、起伏シリンダ５による起伏駆動、旋回台３の旋回駆動、及び伸縮ブーム４の伸縮駆動は、後述する油圧回路からの圧油によって行われる。
【００１６】
この過負荷防止装置の制御系統は、図４に示すブロック回路のように概略構成されている。すなわち、ＣＰＵ等からなり判断手段としても機能する制御装置１０に、ひずみゲージ９と、アウトリガ装置８によるジャッキアップを検出するジャッキアップ検出器１１と、伸縮ブーム４がブームレスト６に載置・格納されていることを検出するブーム格納検出器１２と、油圧回路１３に設けられた旋回バルブ１４、起伏バルブ１５、伸縮バルブ１６とが接続されている。ここでは、ブーム格納検出器１２はブームレスト６上に設けられた図示を略すリミットスイッチにより構成されているが、伸縮ブーム４の起伏角度と旋回台３の旋回角度とをポテンショメータにより検出し、これに基づき伸縮ブーム４のブームレスト６への格納を検出する構成であってもかまわない。また、各バルブ１４，１５，１６は電磁比例弁からなり、旋回バルブ１４は旋回モータへの作動油圧を制御して旋回台３の旋回に用いられ、起伏バルブ１５は起伏シリンダ５の作動油圧を制御して起伏シリンダ５の伸縮（伸縮ブーム４の起伏）に用いられ、伸縮バルブ１６は上記伸縮シリンダ装置の作動油圧を制御して伸縮ブーム４の伸縮に用いられる。その旋回台３の旋回及び伸縮ブーム４の起伏・伸縮は、旋回台３に設けられた旋回台操作部１７又はバケット７に設けられたバケット操作部１８において行うことができる。
【００１７】
この実施の形態に係るブーム式作業車１により高所作業を行う際には、まず、アウトリガ装置８により車体２をジャッキアップした後、作業開始時に操作される電源としての図示を略す電源スイッチを投入する。この実施の形態では、安全確保のためその電源投入がなければ各バルブ１４，１５，１６による油圧制御を行うことができないようになっており、また、その電源投入があれば制御装置１０が以下のステップに従って作業開始前点検を自動的に行うようになっている。ここでは、その電源スイッチの投入を所定操作とするが、アウトリガ装置８によるジャッキアップの終了等を所定操作としてもよい。
【００１８】
図５に示すように、電源スイッチが投入されると（Ｓ．１）、制御装置１０は車体２がジャッキアップされているか否かをジャッキアップ検出器１１により判断し、ジャッキアップ検出器１１からジャッキアップ検出の信号を受けた場合にのみ次ステップに進む（Ｓ．２）。
【００１９】
続いて、制御装置１０は伸縮ブーム４がブームレスト６上に格納されているか否かをブーム格納検出器１２により判断し、ブーム格納検出器１２から格納検出の信号を受けた場合にのみ次ステップに進む（Ｓ．３）。
【００２０】
車体２のジャッキアップ及び伸縮ブーム４のブームレスト６への格納が確認されると、制御装置１０は図６に詳細に示すひずみゲージ９の作動点検を実行する（Ｓ．４）。
【００２１】
この作動点検では、まず、制御装置１０は起伏バルブ１５により起伏シリンダ５を伸縮ブーム４の倒伏側に駆動する（Ｓ．５）。この際、伸縮ブーム４はブームレスト６に載置されているのでブームレスト６の載置面に押圧されることとなり、起伏シリンダ５の作動油圧が所定値に達したときに起伏シリンダ５にはその作動油圧に応じた負の支持力（ロッドにおいては引張力）が作用し、これに基づくひずみが生じる。このひずみはひずみゲージ９により検出され、制御装置１０はひずみゲージ９の検出出力を取り込んだ後（Ｓ．６）、起伏シリンダ５の伸縮ブーム４の倒伏側への駆動を停止する（Ｓ．７）。
【００２２】
ひずみゲージ９により検出されるひずみの大きさは、本来、起伏シリンダ５の作動油圧に応じて定まる性質のものであるため、制御装置１０はひずみゲージ９の平均出力値が予め記憶された第１所定範囲内にあるか否かに基づいて、ひずみゲージ９の作動が正常であるか否かを判断する（Ｓ．８）。
【００２３】
ひずみゲージ９の出力値が第１所定範囲内にない場合には、制御装置１０はひずみゲージ９に異常があるとしてエラー処理を行い、作業者にその旨を警告する（Ｓ．９）。
【００２４】
なお、油圧回路１３がリリーフ弁を有する場合には、上記作動油圧の所定値をリリーフ圧に設定し、制御装置１０によるひずみゲージ９の検出出力の取込みが作動油圧がリリーフ圧に達して安定した後に行われるように、制御装置１０の出力取込み開始時点を起伏シリンダ５の駆動開始時点から所定時間だけずらしてもよい（例えばリリーフ圧を安定させるためにエンジン回転をアイドリングとし、５〜６秒の所定時間をおいて制御装置１０の出力取込みを開始する。）。
【００２５】
図７は、ひずみゲージ９の作動点検（Ｓ．４）の他の例を示す。この作動点検では、制御装置１０は起伏バルブ１５を制御して起伏シリンダ５への油圧を抜き（Ｓ．１０）、起伏シリンダ５に作動油圧がかかっていない状態で起伏シリンダ５の支持力（ひずみ）をひずみゲージ９により測定する（Ｓ．１１）。
【００２６】
このひずみゲージ９の出力値が予め記憶された第２所定範囲内にあるか否かに基づいて、制御装置１０はひずみゲージ９の作動が正常であるか否かを判断する（Ｓ．１２）。ひずみゲージ９の出力値が第２所定範囲内にない場合には、制御装置１０はひずみゲージ９に異常があるとしてエラー処理を行い、作業者にその旨を警告する（Ｓ．１３）。
【００２７】
ここで、その第２所定範囲は、起伏シリンダ５に作動油圧がかかっていない状態であることから零近傍とすることができ、ひずみゲージ９の出力値がその第２所定範囲にあることを条件として出力値が零となるように零点調整してもよい。また、このように零点調整を行った後に図６に示した方法で作動点検を行うようにすることによって、ひずみゲージ９の作業開始前点検の精度を向上させることができる。さらに、上記作業開始前点検は伸縮ブーム４のブームレスト６上への単なる格納を条件に行われることとしたが、この格納が伸縮ブーム４の全縮格納であること、あるいは、バケット７も格納状態にあることをも意味するとすれば、点検精度をより確かなものとすることができる。
【００２８】
以上、本願においては、伸縮ブームに作用するモーメントを起伏支持力検出手段により検出することとしたが、アウトリガ装置に設けたジャッキアップ支持力検出手段を用いて検出することとしてもよい。このような場合には、アウトリガ装置を縮めた際に、内蔵されたジャッキアップ用シリンダ自体はまだ縮小しうる段階にあるのにアウトリガ装置の筒型筐体下部とフロートとが当たることによって全縮状態となる構造のものに本願思想を適用することができる。さらには、ジャッキアップ用シリンダ以外のシリンダ装置やモータ等のアクチュエータがストッパ機能を持つ部材により作動範囲に余裕を残す構成のものにも同様に適用しうる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係るブーム式作業車の過負荷防止装置は、以上説明したように構成したので、作業開始前点検時の伸縮ブームの荷重条件に依存することなく、その起伏支持力検出手段の作業開始前点検を自動的に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る過負荷防止装置を備えたブーム式作業車の側面図である。
【図２】図１に示すブーム式作業車の平面図である。
【図３】伸縮ブームと起伏シリンダとの連結部を拡大して示す側面図である。
【図４】過負荷防止装置の制御系統を示すブロック回路図である。
【図５】電源投入後作業開始前までの自動制御手順を示す流れ図である。
【図６】ひずみゲージの作業開始前点検の自動制御手順を示す流れ図である。
【図７】ひずみゲージの作業開始前点検の自動制御手順の他の例を示す流れ図である。
【符号の説明】
１ブーム式作業車
４伸縮ブーム
５起伏シリンダ
９ひずみゲージ（起伏支持力検出手段）
１０制御装置（判断手段）

Claims

起伏シリンダの伸縮により伸縮ブームを起伏駆動し、該伸縮ブームに作用するモーメントを前記起伏シリンダの支持力として検出する起伏支持力検出手段を備え、該起伏支持力検出手段の出力値に基づき前記伸縮ブームの過負荷を検知し、過負荷による弊害を未然に防止するブーム式作業車の過負荷防止装置において、
前記伸縮ブームをブームレストに載せた状態で前記起伏シリンダを前記伸縮ブームの倒伏側に所定圧を加えて作動させたときに前記支持力を前記起伏支持力検出手段により検出し、該起伏支持力検出手段の出力値である第１出力値が第１所定範囲内にあるか否かに基づいて、該起伏支持力検出手段の作動が正常であるか否かを判断する判断手段を備えていることを特徴とするブーム式作業車の過負荷防止装置。
前記判断手段は、更に、前記伸縮ブームを前記ブームレストに載せた状態で前記起伏シリンダに前記伸縮ブームの起立・倒伏のいずれの側にも作動圧がかかっていないときに前記支持力を前記起伏支持力検出手段により検出し、該起伏支持力検出手段の出力値である第２出力値が第２所定範囲内にあるか否かに基づいて、該起伏支持力検出手段の作動が正常であるか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のブーム式作業車の過負荷防止装置。
作業開始時の所定操作により、前記起伏支持力検出手段の作動が正常であるか否かの判断が自動的に行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブーム式作業車の過負荷防止装置。