JP7140638B2 - 高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段 - Google Patents

Description

本発明は作業装置の制御手段に関し、特にバスケット等の作業床と障害物との干渉防止機能を備える高所作業車に適用して有用なものである。

高所作業車は高所に上昇できる作業床（作業員が搭乗するバスケット等の場所）を備えて作業者による高所での所定の作業を可能にするものである。この種の高所作業車において作業床は予め定められた所定の移動範囲を移動するように構成されている。

しかしながら、作業床が所定の移動範囲を移動している場合でも、当該移動範囲に障害物が存在する場合には、障害物と作業床との干渉を生起する。そこで、かかる干渉を未然に防止すべく種々の安全手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１をはじめとして、従来技術に係る安全手段は障害物の検出構造が複雑で、簡易かつ正確に障害物の存在を検出して適切に作業床の移動を停止するという観点からは充分な機能を有するものではなかった。さらに、従来技術では、作業床を停止させた後、迅速に停止位置から作業床を退避させることができない。このため、障害物を回避した次の作業に円滑に移行することができないという問題を有している。

特開２０１６－５５９８３号公報

本発明は、上記従来技術に鑑み、作業床と障害物との干渉を未然に防止するよう作業床の移動を停止すると同時に、停止位置からの作業床の退避も簡単かつ迅速に行い得る作業装置の制御手段を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
基台と、該基台に搭載された昇降機構と、該昇降機構により移動するとともに作業員が搭乗して所定の作業を行うための作業床と、該作業床に配設され前記作業員の操作により前記昇降機構の動作を操作するための操作部とを有する作業装置の制御手段であって、
前記作業床が障害物と干渉する位置に至った場合に動作するよう前記作業床に配設した障害物検出センサと、
主スイッチの動作を条件として前記操作部の所定の操作により前記作業床の移動を制御する主制御部と、
前記障害物検出センサが前記位置に至ったことを検出して動作した場合、前記主スイッチが動作していても前記操作部の操作による前記作業床の移動を禁止するとともに、前記主スイッチの動作と非常動作スイッチの動作とを条件として前記操作部の操作による前記作業床の移動を許容する安全制御部とを有するとともに、
前記安全制御部は、前記主スイッチのメーク接点および該メーク接点と並列に接続され前記メーク接点と同期して動作する前記主スイッチのブレーク接点、前記主スイッチのメーク接点とブレーク接点とに直列に接続されたリレーのａ接点、前記主スイッチのブレーク接点の一方の端子と前記リレーのａ接点の一方の端子との間に接続された前記リレーのｂ接点、前記リレーのコイル、該コイルと直列に接続された前記障害物検出センサのｂ接点および前記コイルと前記障害物センサのｂ接点との間に前記障害物検出センサのｂ接点と並列に接続された前記非常動作スイッチのメーク接点を有し、
前記障害物検出センサが動作していない通常時には、前記障害物検出センサのｂ接点を介して前記コイルが励磁され、前記リレーのａ接点が閉成されることにより、前記主スイッチの動作を条件として前記操作部の所定の操作により前記主制御部を介して前記作業床の移動を可能とする一方、
前記障害物検出センサが動作した異常時には、前記障害物検出センサのｂ接点が開放され、前記コイルが消勢されて前記リレーのａ接点が開放されるとともに前記リレーのｂ接点が閉成されることにより、前記主スイッチが動作してそのメーク接点が閉成されても前記主制御部による前記作業床の前記制御を禁止するとともに、非常動作スイッチを動作させることによりそのメーク接点を閉成して前記コイルを励磁し、前記ａ接点を閉成した状態で前記主スイッチを動作させることを条件として前記操作部の所定の操作により前記作業床の移動を前記主制御部で制御可能にするものであることを特徴とする。

本発明の第２の態様は、
第１の態様に記載する高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段において、
前記障害物検出センサは、前記作業床を構成するバスケットの四隅から鉛直方向で上方に向けて立設したポール先端に備えられ、障害物に干渉した時点で動作するリミットスイッチであって、
前記リミットスイッチは、障害物に干渉した際に撓んで衝撃を吸収する可撓性部材で形成したアクチュエータであることを特徴とする。

本発明の第３の態様は、
第２の態様に記載する高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段において、
前記主スイッチは、足でペダルを踏み込むことにより前記メーク接点が閉成されるフットスイッチであることを特徴とする。

本発明の第４の態様は、
第３の態様に記載する高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段において、
前記非常動作スイッチは、その操作部を操作している間前記非常動作スイッチのメーク接点が閉成されるとともに、前記操作を解除することにより前記非常動作スイッチのメーク接点が開放されるように構成したものであることを特徴とする。

本発明の第５の態様は、
第４の態様に記載する高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段において、
前記昇降機構は起伏、伸縮、旋回可能なブームを有し、前記作業床は前記ブームの先端に取り付けられたバスケットで構成したことを特徴とする。

本発明によれば、作業床の移動に伴い作業床が障害物と干渉する位置に至った場合には、障害物検出センサがこの状態を検知して主操作部による作業床の移動を禁止するので、作業床と障害物との衝突を未然に防止し得る。一方、かかる作業床の移動の禁止状態から作業床を移動して干渉位置から退避させる場合には、非常動作スイッチを動作させることで前記禁止状態が解除されるので、主スイッチを動作させることにより主制御部による作業床の移動・制御が可能になる。

本発明の実施の形態に係る制御方式を適用した高所作業車の全体を示す模式図である。 図１に示す高所作業車のバスケット部分を抽出・拡大して詳細に示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る制御方式を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

本形態は図１に示すような高所作業車の制御方式として例示するものである。ただ、本発明の制御方式の適用対象は高所作業車に限定するものではない。作業員が搭乗して所定の作業を行うための作業床を有し、この作業床を昇降および移動する装置であれば車両に限るものではない。したがって、基台を有し、該基台上に作業床を備えた昇降機構を有する作業装置であれば、車両以外にも広く適用し得る。すなわち、本形態は、基台が自走し得る車両であるが、このように基台が自走し得るように構成することは、必ずしも必要ではない。

図１に示す高所作業車Ｉは、ブーム１の先端に取り付けられた作業床であるバスケット２を有しており、バスケット２に作業員４が搭乗する一方、ブーム１でバスケット２を移動することにより、図中の走行低速範囲Ａおよび走行停止範囲Ｂからなる作業範囲（Ａ＋Ｂ）内で作業員４が所定の高所作業を行うようになっている。ここで、ブーム１は、屈伸ブーム１Ａと伸縮ブーム１Ｂからなる。屈伸ブーム１Ａは基端部が旋回台５に取り付けられて起伏動作を行う。伸縮ブーム１Ｂはその先端にバスケット２が取付けられており、屈伸ブーム１Ａの先端からその軸方向に伸縮することによりバスケット２の位置を移動する。また、旋回台５はクローラを介して自走する車体６に配設されて水平面内を旋回可能に形成されている。

かかる高所作業車を用いて所定の高所作業を行う場合、予め定められた作業範囲（Ａ＋Ｂ）内であっても障害物が存在する場合には、この障害物を検出してバスケット２の移動を停止させる必要がある。バスケット２が障害物に衝突するのを回避するためである。

そこで、本形態を適用する高所作業車Ｉのバスケット２には、図２に示すように、障害物を検出するための障害物検出センサであるリミットスイッチＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が設けてある。さらに詳言すると、リミットスイッチＬ１～Ｌ４はバスケット２の四隅に上方に伸びて固定されたポール３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの先端にそれぞれ配設されている。各リミットスイッチＬ１～Ｌ４は、上方に伸びるとともに可撓性部材で形成したアクチュエータＬ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａ，Ｌ４ａを有している。これは、障害物に接触した場合に各アクチュエータＬ１ａ～Ｌ４ａが撓むことにより接触時の衝撃を吸収させるためである。

かくしてバスケット２の移動に伴い、バスケット２が障害物に干渉する虞が生起された場合には、いずれかのアクチュエータＬ１ａ～Ｌ４ａが障害物に接触して撓むことにより、対応するリミットスイッチＬ１～Ｌ４が動作して、そのｂ接点（制御装置とともに後に詳述する）を開放する。かかる異常状態を検出した場合には、操作部１２や主スイッチであるフットスイッチＦを用いての通常のバスケット２の移動・制御が禁止される。かかる禁止状態は非常動作スイッチＳＷとフットスイッチＦを同時に動作させることで解除されるが、この間の制御の詳細に関しては図３に基づき後に詳述する。

図３は本実施形態に係る高所作業車の制御装置を示すブロック図である。同図に示すように、制御装置IIは、高所作業車Ｉの全体の制御を行うＥＣＵ（電子制御ユニット）で形成した主制御部１１Ａと、高所作業車Ｉの作業の安全を担保するための安全制御部１１Ｂとを有している。安全制御部１１Ｂは、障害物検出センサであるリミットスイッチＬ１～Ｌ４（図２参照。以下、同じ）が障害物を検出して動作した場合、主スイッチであるフットスイッチＦ（図２参照。以下、同じ）が動作していても操作部１２の操作によるバスケット２（図１、図２参照。以下、同じ）の移動を禁止するとともに、フットスイッチＦの動作と非常動作スイッチＳＷ（図２参照。以下、同じ）の動作を条件として操作部１２の操作によるバスケット２の移動を許容する。

主制御部１１Ａは、ジョイスッティックを有する操作部１２の操作により開閉制御される電磁弁１３を介して油圧シリンダ１４を動作させる。かかる油圧シリンダ１４の動作により高所作業車Ｉの各ブーム１（図１参照；以下同じ）を各油圧シリンダ１４により伸縮させて、バスケット２が所定の位置に移動するよう制御する。

安全制御部１１Ｂ中、ＣはリレーＲのコイル、ＲａはリレーＲのａ接点、ＲｂはリレーＲのｂ接点、ＦａはフットスイッチＦのメーク接点、ＦｂはフットスイッチＦのブレーク接点、Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂ，Ｌ４ｂはリミットスイッチＬ１～Ｌ４の各ｂ接点である。

この結果、フットスイッチＦの動作時には、メーク接点Ｆａが閉成され、ブレーク接点Ｆｂが開放される。すなわち、フットスイッチＦのメーク接点Ｆａとブレーク接点Ｆｂとの間では、一方が閉成時には他方が開放され、一方が開放時には他方が閉成され、いわゆるインターロックが実現されている。ａ接点Ｒａは主制御部１１ＡのＣＯＭ（＋１２ｖ）端子とメーク接点Ｆａとの間に、ｂ接点Ｒｂはａ接点Ｒａの主制御部１１Ａ側とブレーク接点Ｆｂの主制御部１１Ａ側との間に接続されている。ａ接点およびｂ接点を有するリレーＲのコイルＣは一方がａ接点の主制御部１１Ａ側でそのＣＯＭ端子に接続され、他方がリミットスイッチＬ４のｂ接点Ｌ４ｂに接続されている。ここで、リミットスイッチＬ１～Ｌ４のｂ接点Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂ，Ｌ４ｂは相互に直列に接続されている。また、非常動作スイッチＳＷは、そのメーク接点ＳＷａがコイルＣとｂ接点Ｌ４ｂとの間で、ｂ接点Ｌ４ｂ，Ｌ３ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ１ｂに並列に接続されている。本形態における非常動作スイッチＳＷは、プッシュ釦スイッチで好適に形成し得るが、いずれにしてもプッシュ釦の押下等、その操作が継続されている間のみメーク接点ＳＷａが閉成されるスイッチを用いる。

上述の如く構成された制御装置IIによる制御は次のような態様で実行される。
１）通常時（バスケット２が障害物干渉することなく移動している場合）
リミットスイッチＬ１～Ｌ４はいずれも動作していないので、ｂ接点Ｌ１ｂ～Ｌ４ｂは全て閉成されている。この結果、リレーＲのコイルＣが励磁され、ａ接点Ｒａを閉成するとともに、ｂ接点Ｒｂを開放する。かかる状態でフットスイッチＦを踏み込めばメーク接点Ｆａが閉成され、同時にブレーク接点Ｆｂが開放される。

かかる状態で、本形態ではジョイスティックで形成した操作部１２の所定の操作を行うことにより主制御部１１Ａを介して電磁弁１３のＯＮ／ＯＦＦを制御し、適宜油圧シリンダ１４を駆動してブーム１を移動し、バスケット２を所定の位置に移動する。

２）異常検出時（リミットスイッチＬ１～Ｌ４の動作時）
バスケット２が所定の作業範囲（Ａ＋Ｂ）（図１参照；以下同じ）内に在ってもリミットスイッチＬ１～Ｌ４の何れか一個が障害物に接触することによってｂ接点Ｌ１ｂ～Ｌ４ｂの何れか一個が開放されると、リレーＲのコイルＣが消勢される。この結果、ａ接点Ｒａが開放されるとともに、ｂ接点Ｒｂが閉成される。

かかる状態ではフットスイッチＦを踏み込んで、操作部１２を操作しても電磁弁１３を動作させることはできない。リレーＲのコイルＣが消勢され、ａ接点Ｒａが開放されているからである。かくしてブーム１を介してのバスケット２の移動が禁止される。

３）異常状態の解除時（バスケット２の非常停止位置からの退避時）
リミットスイッチＬＳ１～ＬＳ４の動作によりバスケット２の移動が禁止された異常時には、非常用スイッチＳＷを作動する（プッシュ釦スイッチの場合はスイッチ釦を押下する）。このことによりコイルＣを励磁することでａ接点Ｒａを閉成し、ｂ接点を開放する。これは、通常時と同様のモードである。そこで、通常時と同様にフットスイッチＦを踏み込めばメーク接点Ｆａが閉成され、同時にブレーク接点Ｆｂが開放される。この結果、通常時と同様に、操作部１２を操作することにより電磁弁１３を制御し、油圧シリンダ１４を駆動させてバスケット２を移動することができる。この結果、リミットスイッＬ１～Ｌ４の動作状態が解除される。ここで、非常用スイッチＳＷは押下している間、動作してメーク接点ＳＷａが閉成されているので、コイルＣの励磁状態も継続される。そこで、リミットスイッＬ１～Ｌ４と障害物の接触が解除されるまで非常用スイッチＳＷを押下した状態で、同時に操作部１２を操作してバスケット２を障害物との緩衝がない位置に移動する。

なお、図１はブーム式の高所作業車であるが、これは他の形式、例えば垂直昇降式の高所作業車であっても勿論、構わない。ここで、垂直昇降式とは、作業床であるプラットホームが垂直に昇降する構造のものである。本発明の対象となる高所作業車とは、１）２ｍ以上の高さに上昇できる作業床（作業車が作業時に搭乗する場所）を持ち、昇降装置、走行装置等により構成されるものであること、２）作業床の上昇、下降等に人力以外の動力を使用するものであること、３）不特定の場所に自走できること、の３条件を充足するものであれば、それ以上の限定はない。

また、上記実施の形態においては、リミットスイッチＬ１～Ｌ４でバケット２の上方の障害物を検出するようにしたが、これに限るものではない。例えば水平方向に存在する障害物の検出に利用できるように構成することもできる。この場合には、例えばリミットスイッチＬ１～Ｌ４をバスケット２から水平方向に突出させれば良い。障害物検出センサとしてのリミットスイッチＬ１～Ｌ４もこれに限るものではない。例えば、近接センサで代替することもできる。

また、主スイッチをフットスイッチＦに限定するものでもない。マスターキー方式のキーを操作して動作させるスイッチでも良い。

Ｉ 高所作業車
II 制御装置
Ａ＋Ｂ 作業範囲
Ｆ フットスイッチ
１ ブーム
２ バスケット
４ 作業員
１１Ａ 主制御部
１１Ｂ 安全制御部
１２ 操作部
Ｌ１～Ｌ４ リミットスイッチ
Ｒ リレー
Ｃ コイル
ＳＷ 非常動作スイッチ

Claims (5)

1. 基台と、該基台に搭載された昇降機構と、該昇降機構により移動するとともに作業員が搭乗して所定の作業を行うための作業床と、該作業床に配設され前記作業員の操作により前記昇降機構の動作を操作するための操作部とを有する高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段であって、
   前記作業床が障害物と干渉する位置に至った場合に動作するよう前記作業床に配設した障害物検出センサと、
   主スイッチの動作を条件として前記操作部の所定の操作により前記作業床の移動を制御する主制御部と、
   前記障害物検出センサが前記位置に至ったことを検出して動作した場合、前記主スイッチが動作していても前記操作部の操作による前記作業床の移動を禁止するとともに、前記主スイッチの動作と非常動作スイッチの動作とを条件として前記操作部の操作による前記作業床の移動を許容する安全制御部と、を有し、
   前記安全制御部は、前記主スイッチのメーク接点および該メーク接点と並列に接続され前記メーク接点と同期して動作する前記主スイッチのブレーク接点、前記主スイッチのメーク接点とブレーク接点とに直列に接続されたリレーのａ接点、前記主スイッチのブレーク接点の一方の端子と前記リレーのａ接点の一方の端子との間に接続された前記リレーのｂ接点、前記リレーのコイル、該コイルと直列に接続された前記障害物検出センサのｂ接点および前記コイルと前記障害物センサのｂ接点との間に前記障害物検出センサのｂ接点と並列に接続された前記非常動作スイッチのメーク接点、を有し、
   前記障害物検出センサが動作していない通常時には、前記障害物検出センサのｂ接点を介して前記コイルが励磁され、前記リレーのａ接点が閉成されることにより、前記主スイッチの動作を条件として前記操作部の所定の操作により前記主制御部を介して前記作業床の移動を可能とする一方、
   前記障害物検出センサが動作した異常時には、前記障害物検出センサのｂ接点が開放され、前記コイルが消勢されて前記リレーのａ接点が開放されるとともに前記リレーのｂ接点が閉成されることにより、前記主スイッチが動作してそのメーク接点が閉成されても前記主制御部による前記作業床の前記制御を禁止するとともに、非常動作スイッチを動作させることによりそのメーク接点を閉成して前記コイルを励磁し、前記ａ接点を閉成した状態で前記主スイッチを動作させることを条件として前記操作部の所定の操作により前記作業床の移動を前記主制御部で制御可能にするものであることを特徴とする高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段。
2. 前記障害物検出センサは、前記作業床を構成するバスケットの四隅から鉛直方向で上方に向けて立設したポール先端に備えられ、障害物に干渉した時点で動作するリミットスイッチであって、
   前記リミットスイッチは、障害物に干渉した際に撓んで衝撃を吸収する可撓性部材で形成したアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段。
3. 前記主スイッチは、足でペダルを踏み込むことにより前記メーク接点が閉成されるフットスイッチであることを特徴とする請求項２に記載の高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段。
4. 前記非常動作スイッチは、その操作部を操作している間前記非常動作スイッチのメーク接点が閉成されるとともに、前記操作を解除することにより前記非常動作スイッチのメーク接点が開放されるように構成したものであることを特徴とする請求項３に記載の高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段。
5. 前記昇降機構は起伏、伸縮、旋回可能なブームを有し、前記作業床は前記ブームの先端に取り付けられたバスケットで構成したことを特徴とする請求項４に記載の高所作業車の作業床上昇時における障害物干渉回避手段。
   

Images