JP2005146567A - Hydraulic backhoe of crane specification - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、掘削作業とクレーン作業とが可能なクレーン仕様の油圧ショベルに関する技術である。 The present invention relates to a crane-type hydraulic excavator capable of excavation work and crane work.
従来から、油圧ショベルには作業機の先端部にバケットを設けて掘削作業を可能にすると共に、フックを設けてクレーン作業も可能にした建設機械が使用されている。掘削作業とクレーン作業は同時に行われることはないが、両方の作業が同一の建設機械でできると便利なことが多い。例えば、掘削作業をしている最中に、作業場にある大きな岩石等を除去したい場合等に岩石を持ち上げて移動したいときに同一機械でクレーン作業ができると便利である。しかし、クレーン作業中に誤ってバケットを作動させると吊り荷が落下したりして危険な事態が起こりかねない。従って、掘削作業とクレーン作業とが可能なクレーン仕様の油圧ショベルでは種々の安全装置が設けられている。これらの安全装置としては、吊荷による転倒防止のための過負荷防止装置、吊荷落下防止装置、作業機の速度制限装置、吊荷検出装置、モード切換え時の警報表示装置等が従来から知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a construction machine is used for a hydraulic excavator, in which a bucket is provided at the tip of a work machine to enable excavation work and a hook is provided to enable crane work. Excavation work and crane work are not done at the same time, but it is often convenient if both work can be done on the same construction machine. For example, it is convenient if the crane can be operated with the same machine when it is desired to lift and move a rock when it is desired to remove a large rock or the like at a work place during excavation work. However, if the bucket is accidentally operated during the crane operation, the suspended load may fall and a dangerous situation may occur. Accordingly, various safety devices are provided in a hydraulic excavator of a crane specification capable of excavation work and crane work. Conventionally known safety devices include overload prevention devices for preventing overturning due to suspended loads, suspended load fall prevention devices, speed limiters for work equipment, suspended load detection devices, alarm display devices for mode switching, etc. It has been.
過負荷防止装置は、例えば、特許文献1、2に開示されている。吊荷落下防止装置は、例えば、クレーン作業中に油圧配管等が損傷した場合に、損傷部位から圧油が漏れてブームやアーム等が駆動力失って吊荷が落下するのを防止する装置である。吊荷落下防止装置は、例えば、特許文献3に開示されている。作業機の速度制限装置としては、クレーンモード時においてエンジンの回転数を掘削作業時よりも低回転に切換えることが考えられる。警報表示装置等は従来から知られている周知技術である。
以上の安全装置は、オペレータや作業従事者の生命や危険に直接関係するので、全てを備えることが望ましいし、一部の装置は法律(労働安全衛生法)にも規定されている。しかし、これらの安全装置を作動させるために、煩雑な作業をオペレータに強制すると作業能率が低下するのみならず、オペレータが作業を誤ったり、忘れたりすることが起きる。従って、これらの安全装置を作動させるためのオペレータの作業を軽減させる必要がある。 The above safety devices are directly related to the life and danger of operators and workers, so it is desirable to have all of them, and some devices are also stipulated by law (Occupational Safety and Health Act). However, in order to operate these safety devices, forcing the operator to perform complicated work not only lowers the work efficiency but also causes the operator to mistake or forget the work. Therefore, it is necessary to reduce the work of the operator for operating these safety devices.
ところで、吊荷検出装置を設けた油圧ショベルの例としては、特許文献3に開示されているものがある。図4は特許文献3に記載されている作業機の先端部である。この従来装置は、図4に示すように、アーム41の先端側にバケット40がピン42により回動自在に取付けられ、バケットリンク43、44がバケット40の他端側に設けられたバケットピン45に連結されている。バケット40はバケットシリンダ46により回動される。フック47はバケットピン45に設けられている。バケットシリンダ46の伸長状態を検出する油圧センサ48がバケットシリンダ46に設けられ、リンク辺44にはフック47を固定する固定ピン49とフック格納状態を検出する近接スイッチ50が設けられている。
Incidentally, as an example of a hydraulic excavator provided with a suspended load detection device, there is one disclosed in Patent Document 3. FIG. 4 is a front end portion of a working machine described in Patent Document 3. In this conventional apparatus, as shown in FIG. 4, a
上記従来装置は、バケットシリンダ46の伸長状態を検出したとき、或いは、更にフック格納状態を検出したときにコントローラがクレーン作業を可能な状態にし、それ以外のときはクレーンモニタが停止され、クレーン作業も許可されないように構成されている。これによって、バケットが基準の姿勢から外れた状態でクレーン作業が行われるのを防止して、信頼性を向上させている。
In the above conventional apparatus, when the extension state of the
上記従来装置では、バケットシリンダの伸長状態を検出したときにクレーンを使用可能にすると、掘り削作業中でもバケットシリンダが伸長状態になることもあり、混乱が生じやすく問題がある。また、フックを格納状態から外した場合にのみクレーンを使用可能にすると、作業中にフックを格納したり、格納状態から外したりする作業が必要であり、作業が煩雑になるという課題がある。
本発明は上記のような問題を解決するために発明されたもので、特別な操作をすることなく、しかもクレーン作業を安全に行えるクレーン仕様の油圧ショベルを提供することを課題とする。
In the above-described conventional apparatus, if the crane is made usable when the extended state of the bucket cylinder is detected, the bucket cylinder may be in an extended state even during digging work, and there is a problem that confusion is likely to occur. Further, if the crane can be used only when the hook is removed from the retracted state, it is necessary to store the hook during the operation or remove the hook from the retracted state, which causes a problem that the operation becomes complicated.
The present invention was invented to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a crane-type hydraulic excavator that can safely perform crane work without performing a special operation.
本発明は上記の課題を解決するための手段として以下の構成を採用している。即ち、
請求項1に記載の発明は、作業機のアーム先端にバケットと吊り荷重用フックを設けて掘削作業とクレーン作業とが可能なクレーン仕様の油圧ショベルにおいて、前記フックの吊り荷重の有無を検出するセンサと、コントロール回路とを具備し、該コントロール回路が該検出センサの計測値により該フックに荷重が吊られていると判断した場合は自動的にクレーンモードに切換えるように構成したことを特徴としている。
本発明によれば、該フックに荷重が吊られていると判断した場合は自動的にクレーンモードに切換えるように構成しているので、吊荷があるときは自動的にクレーンモードにされ、オペレータが誤って掘削モードに切換える等の誤操作を防止できる。
The present invention employs the following configuration as means for solving the above-described problems. That is,
According to the first aspect of the present invention, in a crane-type hydraulic excavator capable of excavation work and crane work by providing a bucket and a hook for suspension load at the tip of the arm of the work machine, the presence or absence of the suspension load of the hook is detected. A sensor and a control circuit are provided, and the control circuit is configured to automatically switch to the crane mode when it is determined that a load is hung on the hook based on the measurement value of the detection sensor. Yes.
According to the present invention, when it is determined that a load is suspended from the hook, the crane mode is automatically switched. Can prevent erroneous operations such as switching to the excavation mode by mistake.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記センサを前記フックのケース内に設けたことを特徴としている。
本発明によれば、作業中に誤ってセンサの破損等をする行為を防止できる。
The invention according to
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the action which damages a sensor accidentally etc. during a work can be prevented.
更に、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2の何れか1に記載の発明において、前記センサはリミットスイッチ等の機械的スイッチ、光を利用した光学的スイッチから構成されていることを特徴としている。
Furthermore, the invention described in claim 3 is the invention described in any one of
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3の何れか1に記載の発明において、前記センサはケース内にリミットスイッチを設けると共に、前記フックを上側に付勢するスプリングを設けて荷重がゼロのときは該リミットスイッチがオン又はオフ状態にし、荷重が作用したときは該リミットスイッチがオフ又はオン状態になるように構成したことを特徴としている。
The invention according to
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記センサは、前記リミットスイッチと前記スプリングを保護するために前記フックの軸に上方移動のストッパーと下方移動のストッパーを設けたことを特徴としている。
本発明によれば、リミットスイッチとスプリングの故障を防止すると共に、バネ係数の小さなスプリングを使用可能になり、軽い吊荷も容易に検出可能になる。
According to a fifth aspect of the invention, in the invention of the fourth aspect, the sensor is provided with an upward movement stopper and a downward movement stopper on the hook shaft to protect the limit switch and the spring. It is characterized by that.
According to the present invention, failure of the limit switch and the spring can be prevented, a spring having a small spring coefficient can be used, and a light suspended load can be easily detected.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5の何れか1に記載の発明において、クレーンモードから掘削モードへの切換えは、キャブ内に設けられたモード切換スイッチで行うことを特徴としている。
本発明によれば、オペレータはクレーンモードから掘削モードへの切換えを確認できる。その結果不要な事故を防止できる。
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of
According to the present invention, the operator can confirm the switching from the crane mode to the excavation mode. As a result, unnecessary accidents can be prevented.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項5の何れか1に記載の発明において、クレーンモードから掘削モードへの切換えは、前記センサにより前記フックに荷重が吊られていないと判断した場合は自動的に掘削モードに切換えるように構成したことを特徴としている。
本発明によれば、オペレータはクレーンモードから掘削モードへの切換え作業を行う必要がなく、作業を軽減することができる。
The invention according to
According to the present invention, the operator does not need to perform the switching operation from the crane mode to the excavation mode, and the operation can be reduced.
請求項8に記載の発明は、請求項6〜請求項7の何れか1に記載の発明において、前記クレーンモードから掘削モードへの切換えは、前記フックに荷重が吊られていないと判断した後、一定時間経過したときに切換えを行うようにしたことを特徴としている。
The invention according to
請求項9に記載の発明は、請求項6〜請求項8の何れか1に記載の発明において、前記クレーンモードから掘削モードへの切換えは、警報又はモニターへの警告表示をした後に切換えを行うようにしたことを特徴としている。
本発明によれば、クレーンモードから掘削モードへの切換わる際、確実にオペレータに伝えることできるので、その結果不要な事故を防止できる。
The invention according to
According to the present invention, when switching from the crane mode to the excavation mode, the operator can be surely notified, so that unnecessary accidents can be prevented.
請求項10に記載の発明は、請求項1〜請求項9の何れか1に記載の発明において、前記クレーンモードに切り換ったときは転倒防止のための過負荷防止装置、吊荷落下防止装置、クレーンモニタ表示装置又は作業機の速度制限装置、或いはこれらを組み合わせた安全システムが作動するように構成したことを特徴としている。
The invention according to
本発明によれば、フックに荷重が吊られていると判断した場合は自動的にクレーンモードに切換え、フックに荷重が吊られていないと判断した場合は自動的に掘削モードに切換えるように構成したので、モード切換えが確実に行われると共に切換え作業に煩わされることがないので、作業が容易になるという効果が得られる。さらに、クレーン作業時には確実にクレーンモードに切換わるので、モード切換え忘れによる事故を防止することができ、安全性が向上する。 According to the present invention, when it is determined that a load is hung on the hook, the mode is automatically switched to the crane mode, and when it is determined that the load is not hung on the hook, the mode is automatically switched to the excavation mode. As a result, mode switching is performed reliably and the switching operation is not bothered, so that an effect of facilitating the operation can be obtained. Furthermore, since the crane mode is surely switched during crane operation, an accident caused by forgetting to switch the mode can be prevented, and safety is improved.
以下本発明の実施形態を図1〜図2に基づいて説明する。図1は本実施形態の全体構成を示し、図2は本発明を実施した実施形態の吊り荷重の有無を検出するセンサ構成を示す。図3は本実施形態による吊荷状態を示す。図1において、クレーン仕様の油圧ショベルにおける作業機のアーム1先端にバケット2がピン3で回動自在に設けられている。バケット2はリンク4、5及びバケットシリンダ6によって開閉される。バケットピン7に吊荷用フック8が回動自在に連結されている。フック8に設けられた吊り荷重の有無を検出するセンサ16からの配線9がキャブ20内部に設けられたコントローラ10の入力端に接続されている。コントローラ10の出力端にはモニター22と警報機23とが接続されている。また、コントローラの出力は作業機21にも送信される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an overall configuration of the present embodiment, and FIG. 2 shows a sensor configuration for detecting the presence or absence of a suspension load according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a suspended load state according to this embodiment. In FIG. 1, a
図2はフック全体の断面図を示す。フック8は、バケットピン7に取付けるためのリング11と、リング11に連結されたケース12と、ケース12内で上下に移動自在な軸部13を備えた鉤部14とを具備している。軸部13の上部にはフランジ13aが設けられており、フランジ13aの下面に設けられた環状半円溝13cとケース12の底部上面との間にスプリング15が挿入され、軸13を上方に付勢している。また、ケース12の上壁内面にリミットスイッチ16が高さ位置を調節するための基部材17を介して取付け固定されている。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the entire hook. The
フランジ13aの上側面には突起部13bが設けられており、軸13が上方へ移動した場合にリミットスイッチ16を保護する機能を果たしている。即ち、突起部13bの上面とケース12の上壁内面との間隔Gは、フランジ13aの上側面とリミットスイッチ16の作動する基準レベルとの間隔Sと等しくなるようにリミットスイッチ16の高さ位置が調節されている。なお、軸部13の下部に設けられたフック部フランジ13dの上面とケース12の下壁外面との距離Bは間隔Gよりも大きく設定されている。又、ケース12の底部壁中央には筒部12bが設けられており、軸部13をガイドすると共に、スプリング15の保護機能を果たしている。これによって、軸部13は正しく上下に移動し、フランジ13aは左右に傾かないので、リミットスイッチ16は誤動作が防止される。また、スプリング15のバネ力は重負荷荷重にも耐えられる程度の大きなものにする必要がなくなり、ゼロ荷重のときに軸部13を上方へ持ち上げる付勢力があれば十分である。これによって、小さな吊荷荷重でも検出できる。
A
本実施形態は以上のように構成したので、以下のように機能する。フック14に吊荷荷重Wが作用すると軸13はフランジ13aがケース12の筒部12bに接触するまで下方に移動する。この状態ではリミットスイッチ16はオフ状態となり、オフ信号が配線9からコントローラ10に入力され、クレーンモードに切り換る。クレーンモードに切換わるとモニター22が作動し、必要な所定情報が表示される。同時にコントローラ10から作業機21に制御信号が出力され、掘削作業が禁止される。例えば、バケットシリンダ6への油圧供給路が閉ざされて、バケット2は所定角度に維持される。
Since this embodiment is configured as described above, it functions as follows. When the suspended load W acts on the
吊荷荷重Wが略ゼロになるとフック14はスプリング15の付勢力により突起部13bがケース12の上壁内面に接触するまで上方に移動し、同時にリミットスイッチ16はオン状態になる。このオン信号が配線9によりコントローラ10に入力され、コントローラ10は掘削モードに切換わる。なお、掘削モードへの切換はオン信号を検出してから所定の時間後にモードが切換わると共に、音信号検出時又はモード切換時にオペレータに注意を喚起するためにモニター22へ警告情報が表示されると共に、警報音が警報機23に鳴らされる。
When the suspended load W becomes substantially zero, the
以上に説明したように、本実施形態によれば、吊荷荷重の有無がセンサによって検出されると、自動的にモード切換えが行われ、オペレータはモード切替等の作業をする必要は無く不要な注意に煩わされないという効果が得られ、同時にオペレータの不注意による危険性を回避でき、作業の安全性が向上できるという効果が得られる。また、スプリングのバネ力を小さくすれば、小さな吊荷荷重を検出でき安全な利用範囲が広がるという効果が得られる。 As described above, according to the present embodiment, when the presence / absence of a suspended load is detected by the sensor, the mode is automatically switched, and the operator does not need to perform mode switching or the like and is unnecessary. The effect of not being bothered by attention can be obtained, and at the same time, the danger of carelessness of the operator can be avoided and the safety of work can be improved. Further, if the spring force of the spring is reduced, an effect that a small suspended load can be detected and a safe range of use can be obtained.
以上本発明の実施形態を図面に基づいて詳述してきたが、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではなく、実質的に同一技術と見られる改良や変更があっても本発明の技術的範囲に属する。なお、検出するセンサはリミットスイッチの代わりに、光学的スイッチ、その他のスイッチを使用してもよい。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to this, and even if there is an improvement or a change that is substantially regarded as the same technology, Belongs to the technical scope. The sensor to be detected may be an optical switch or other switch instead of the limit switch.
8 フック
9 配線
10 コントローラ
12 ケース
12b 筒部(ストッパー)
13 軸部
13a フランジ
13b 突起部(ストッパー)
14 鉤部
15 スプリング
16 リミットスイッチ(センサ)
21 作業機
22 モニター
23 警報機
8
13
14 Buttocks
15
21 Working
Claims (10)
When switching to the crane mode, an overload prevention device for preventing overturning, a suspended load fall prevention device, a crane monitor display device or a speed limiter for a work machine, or a safety system that combines these is operated. The crane-type hydraulic excavator according to any one of claims 1 to 9, wherein the excavator is constructed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003382644A JP2005146567A (en) | 2003-11-12 | 2003-11-12 | Hydraulic backhoe of crane specification |
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