JP2009243077A

JP2009243077A - 作業機械の走行制御装置

Info

Publication number: JP2009243077A
Application number: JP2008088732A
Authority: JP
Inventors: Michinori Nakamura; 道則中村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: JP4896061B2

Abstract

【課題】居眠り状態での走行レバー誤操作による走行が確実に防止され、安全性を向上させた作業機械の走行制御装置を提供する。
【解決手段】下部走行体の左右の走行用油圧モータをそれぞれ操作する走行レバーの頂部にロック解除用押し釦スイッチを取付ける。この押し釦スイッチをオンとする必要操作力は、居眠り状態においては操作できない程度の大きな力とする。押し釦スイッチの接点３６ａ，３７ａがオフ、すなわち開いた状態において、ロック弁４４Ａ〜４４Ｄは遮断位置にあり、パイロット弁４２Ａ，４２Ｂの走行レバー３３Ａ，３３Ｂを操作しても、コントロール弁４１Ａ，４１Ｂは切換わらず、走行用油圧モータ１０Ａ，１０Ｂは作動しない。
【選択図】図３

Description

本発明は、オペレータが居眠り状態で作業機械の走行を行うことを防止して安全性を向上させた走行制御装置に係わり、特に走行の頻度が少ない作業機械に適用する場合に好適な居眠り走行防止用の走行制御装置に関する。

自走式作業機械においては、オペレータによる誤操作を防止するため、種々の安全装置が提案されている。例えば特許文献１においては、操作レバーの把持部分にグリップスイッチを設けると共に、操作レバーの頂部にロック解除スイッチを設けたものが提案されている。この操作安全装置においては、グリップスイッチを把持しただけでは操作レバーの操作を有効とする（すなわちアクチュエータを動作させる）ことはできず、操作レバーの頂部のロック解除スイッチも押圧してオンとしなければ操作レバーの操作を有効とすることはできない。また、ロック解除スイッチをオンとした後は、このロック解除スイッチをオフとしても、グリップスイッチをオンとしている限り、操作レバーの操作が有効とされる。

操作安全装置の他の従来例として、特許文献２には、港湾での岸壁近傍での作業の際に作業機械が岸壁側に走行することを防止するため、前進または後進を禁止する選択スイッチを設け、選択スイッチにより選択された方向の走行を禁止するものが提案されている。

実開平４−１１２９４５号公報特開平１０−２９２４３６号公報

特許文献１に記載のように、オペレータにより操作レバーの頂部のロック解除スイッチが押され、かつ把持部のグリップスイッチを把持されるとアクチュエータの操作が可能となり、把持部のグリップスイッチがオンとされている以上、アクチュエータの操作を可能としたものにおいては、オペレータが居眠りした状態でグリップスイッチをオンとしたままで操作して誤操作するおそれがある。このため、前記のように岸壁近傍で作業する作業機械においては、作業機械の走行操作が居眠り状態でなされて作業機械が岸壁側に走行するおそれがある。

一方、特許文献２に記載のように、選択スイッチによって前進または後進のいずれか一方の走行を禁止するようにした作業機械においては、作業機械に備える旋回装置によって上部旋回体の向きが変わるために、居眠り状態等でオペレータが勘違いをし、下部走行体の向きを取り違え、本来禁止されるべき方向への走行が禁止されずに走行し、岸壁側に走行するおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑み、居眠り状態での走行レバー誤操作による走行が確実に防止され、安全性を向上させた作業機械の走行制御装置を提供することを目的とする。

請求項１の作業機械の走行制御装置は、下部走行体上に旋回装置を介して上部旋回体を設置し、前記上部旋回体に作業用アームを取付け、前記作業用アームに作業具を取付けてなる作業機械において、
前記下部走行体の左右の走行用油圧モータをそれぞれ操作する走行レバーの頂部に取付けられ、予め設定された操作力未満ではスイッチオン操作が不可能なばね反発力を有するロック解除用押し釦スイッチと、
前記走行用油圧モータのコントロール弁操作用のパイロット管路に設けられ、前記押し釦スイッチのオフ状態において、パイロット管路を遮断するロック弁とを備えたことを特徴とする。

請求項２の作業機械の走行制御装置は、請求項１に記載の作業機械の走行制御装置において、
前記押し釦スイッチをスイッチオンとする必要操作力が７．８Ｎ以上であることを特徴とする。

請求項３の作業機械の走行制御装置は、請求項１または２に記載の作業機械の走行制御装置において、
前記左右の走行レバーに設けた押し釦スイッチの接点が互いに並列接続され、左右いずれかの押し釦スイッチのオン操作により前記ロック弁を連通状態とすることを特徴とする。

請求項４の作業機械の走行制御装置は、請求項１から３までのいずれか１項に記載の作業機械の走行制御装置において、
前記作業機械が船上または岸壁近傍の地面上で作業する作業機械であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、走行レバーの頂部に設けるロック解除用押し釦スイッチのばね反発力を、予め設定された操作力未満では押し釦スイッチがオンとならないような大きなばね反発力を有するものとしたので、オペレータの居眠り状態、すなわち力の入らない状態においては押し釦スイッチがオンとならない。このため、居眠り状態で走行レバーが操作されても、走行レバーのコントロール弁操作用のパイロット管路は遮断されたままとなり、走行用油圧モータが作動することはない。その結果、居眠り状態での走行が防止され、安全性が向上する。

請求項２の発明によれば、ロック解除用押し釦スイッチについての操作力を経験則から得られた適正値に設定したので、居眠り防止効果が十分に発揮される。

請求項３の発明によれば、左右の走行レバーのいずれかのロック解除用押し釦スイッチを操作すれば他方の走行レバーの操作も有効となるように構成したので、いずれか一方のみの押し釦スイッチを押圧すれば左右の走行レバーの操作が有効となるので、左右の押し釦スイッチを交互に操作することにより、比較的長く走行する場合であっても、押し釦スイッチの操作による疲労を軽減できる。

請求項４の発明によれば、船上に搭載される作業機械において、居眠り状態での走行による作業機械の海側への走行を防止する上で重要な効果を発揮する。また、岸壁近くの地面で作業する作業機械においても居眠り状態での岸壁側への走行を防止する上で重要な効果を発揮する。

図１は本発明の走行制御装置を適用する作業機械の一例を示す側面図である。１は岸壁２の近傍の地面３上で荷役作業を行う作業機械であり、船舶（図示せず）上に搭載する荷物の積み込み、積み降ろしを行なうものである。従って走行の頻度は少ない作業機械である。４は下部走行体であり、この下部走行体４は、走行体フレームを構成する左右のサイドフレーム５の前後に従動スプロケット６と駆動スプロケット７とをそれぞれ取付け、これらにスプロケットチェーンを有する履帯９を掛け回したものである。左右の駆動スプロケット９は後述の走行用油圧モータ１０Ａ，１０Ｂによりそれぞれ駆動される。

下部走行体４の走行体フレーム上にはタワー１１を設置し、タワー１１にはオペレータ等が昇降するための梯子１２と踊り場１３を取付ける。タワー１１上には旋回装置１４を介して上部旋回体１５を設置する。上部旋回体１５にも昇降用梯子１６と踊り場１７とを設置する。また、上部旋回体１５上に、油圧パワーユニット１９と、運転室２０と、カウンタウエイト２１等を搭載する。

２２は上部旋回体１５に取付けられた作業用アームであり、この作業用アーム２２は、ブームシリンダ２３により上部旋回体１５に起伏可能に取付けられたブーム２４と、このブーム２４の先端にアームシリンダ２５により上下回動可能に取付けられたアーム２６とを有する。このアーム２６の先端に作業具シリンダ２７により回動可能に作業具２８を取付ける。この実施の形態においては作業具２８として鉄材を吸着するリフティングマグネットを取付けた例を示しているが、バケットやホーク等の他の作業具を取付けて作業を行う場合もある。

図２は運転室２０の内部構成を示す斜視図である。図２において、２９は運転席、３０は作業機械１に備えるアクチュエータを作動可能状態、作動不能状態との間で切換えるゲートロック弁（図示せず）を操作するロックレバーである。ここで、作業機械１に備えるアクチュエータとは、下部走行体４の駆動スプロケット８を駆動する油圧モータ１０Ａ，１０Ｂ、旋回装置１４の旋回モータ（図示せず）、ブームシリンダ２３、アームシリンダ２５および作業具シリンダ２７等である。

３１は運転席２９の左右に設けられる操作レバーであり、運転席２９の片側のみが図示されている。これらの操作レバー３１は、旋回装置１４の旋回モータと、ブームシリンダ２３と、アームシリンダ２５と、作業具シリンダ２７を操作するものである。３３Ａ，３３Ｂはそれぞれ油圧モータ１０Ａ，１０Ｂの操作を行う走行レバーである。これらの走行レバー３３Ａ、３３Ｂは前後に操作することにより走行用油圧モータ１０Ａ，１０Ｂの操作を行う。３４，３５はアタッチメント操作ペダルであり、アタッチメントのアクチュエータを操作するためのものである。３６，３７はそれぞれ走行レバー３３Ａ、３３Ｂの頂部に取付けられた走行体ロック解除用の押し釦スイッチである。

図３は本発明の作業機械の走行制御装置の一実施の形態を示す下部走行体４の操作回路である。図３において、３９Ａ、３９Ｂは主油圧ポンプ、４０はパイロットポンプであり、これらは油圧パワーユニット１９に含まれるものである。４１Ａ，４１Ｂは走行用油圧モータ１０Ａ，１０Ｂのコントロール弁である。４２Ａ，４２Ｂはそれぞれ前記走行レバー３３Ａ，３３Ｂを有するパイロット弁である。

４４Ａ、４４Ｂはそれぞれパイロット弁４２Ａとコントロール弁４１Ａの操作室４５，４６との間のパイロット管路４７，４８に設けたロック弁である。４４Ｃ，４４Ｄはそれぞれパイロット弁４２Ｂとコントロール弁４１Ｂの操作室４９，５０との間のパイロット管路５１，５２に設けたロック弁である。５３はこれらのロック弁４４Ａ〜４４Ｄの操作室５４〜５７とパイロットポンプ４０との間にパイロット管路５９，６０を介して挿入されたロック制御弁である。このロック制御弁５３のソレノイド６１は、上部旋回体１５に搭載されたバッテリー６２にリレー６３の接点６３ａを介して接続する。３６ａ，３７ａは走行レバー３３Ａ，３３Ｂの頂部に設けた押し釦スイッチの接点であり、これらの接点３６ａ，３７ａは互いに並列に接続する。また、これらの接点３６ａ，３７ａはリレー６３を介してバッテリー６２に接続する。

この構成において、押し釦スイッチ３６，３７を押圧しない状態では接点３６ａ，３７ａは開いており、リレー接点６３ａは開いている。このため、ロック制御弁５３のソレノイド６１には通電されず、ロック制御弁５３は図示のａ位置にある。この状態ではロック弁４４Ａ〜４４Ｄの操作室５４〜５７はパイロット管路５９、ロック制御弁５３を介して油タンク６４に連通し、ロック弁４４Ａ〜４４Ｄはａの遮断位置のままである。このため、走行レバー３３Ａ，３３Ｂを操作しても、コントロール弁４１Ａ，４１Ｂの操作室４５，４６，４９，５０にはパイロット油が供給されず、切換えができない。このため、走行用油圧モータ１０Ａ，１０Ｂを作動させることはできす、作業機械１は走行させることができない。

一方、押し釦スイッチ３６，３７の少なくともいずれかを押して接点３６ａ，３７ａの少なくともいずれかを閉じると、リレー６３が励磁され、接点６３ａが閉じる。このため、ロック制御弁５３のソレノイド６１に通電され、ロック制御弁５３が右位置ｂに切換わる。これにより、パイロットポンプ４０からのパイロット圧油がパイロット管路６０，５９を介してロック弁４４Ａ〜４４Ｄの操作室５４〜５７に供給されるので、これらのロック弁４４Ａ〜４４Ｄがｂ位置、すなわち連通位置に切換わる。このため、走行レバー３３Ａ，３３Bの操作によりパイロットポンプ４０からのパイロット圧油をパイロット弁４２Ａ，４２Ｂおよびロック弁４４Ａ〜４４Ｄを通してコントロール弁４１Ａ，４１Ｂの操作室４５，４６，４９，５０に供給することができ、これらのコントロール弁４１Ａ，４１Ｂを右位置ｃまたは左位置ｄに同時にまたは別々に切換えて走行用油圧モータ１０Ａ，１０Ｂを作動させ、前進、後進させることができる。

ここで、押し釦スイッチ３６，３７の接点３６ａ，３７ａの接続に必要な操作力、すなわちばねの反発力を、オペレータが居眠りしているような無意識状態では操作できない程度に設定しておくことにより、居眠り状態での接点３６ａ，３７ａの接続を防止することができる。すなわち接点３６ａ，３７ａのいずれかが閉じてリレー６３が励磁され、その接点６３ａが閉じてロック制御弁５３ひいてはロック弁４４Ａ〜４４Ｄが切換わることを防止することができる。なお、ロック弁４４Ａ〜４４Ｄの代わりに、パイロット弁４２Ａ，４２Ｂの一次側（パイロットポンプ４０側）に共通のロック弁を設けてもよい。

居眠り状態で押し釦スイッチ３６，３７がスイッチオンとならないようにするためには、経験則から、この種の押し釦スイッチに通常用いられている４．９Ｎ（０．５kgf）程度の操作力Ｆより高い７．８Ｎ（０．８kgf）以上であることが好ましい。しかしあまり高い操作力であると操作が困難となるので、押し釦スイッチ３６，３７の操作力は２７．４Ｎ（３kgf）以下である（７．８Ｎ≦Ｆ≦２７．４Ｎ）ことが好ましい。さらに好ましくはこの操作力が（１０．０Ｎ≦Ｆ≦２０．０Ｎ）程度であることが好ましい。

また、本実施の形態においては、左右の走行レバー３３Ａ，３３Ｂの押し釦スイッチ３６，３７の接点３６ａ，３７ａを並列に接続したので、左右の走行レバー３３Ａ,３３Ｂのいずれかの押し釦スイッチ３６，３７を操作すれば他方の走行レバーの操作も有効となる。このため、いずれか一方のみの押し釦スイッチ３６（３７）を親指により押圧し、疲労すれば他方の押し釦スイッチ３７（３６）を押圧して走行レバーの操作を行うようにすれば、強い操作力を要する押し釦スイッチ３６，３７の操作による疲労を軽減でき、比較的長い距離の走行も可能となる。

また、この実施の形態の作業機械１は、岸壁２の近くの地面３で船舶の荷役作業を行う作業機械であるため、居眠り運転による作業機械１の岸壁への走行を防止する上で重要な効果を発揮する。

図４は本発明の走行制御装置を適用する作業機械１Ａの他の例を示す側面図である。この作業機械１Ａは船６５上に搭載される作業機械であり、６６は水面を示す。また、図４において、図１と同じ符号は基本的に同じ機能を発揮する部品を示す。６７は水底を掘削するためのバケットである。このような船６５上に搭載する作業機械１Ａにおいても、本発明の走行制御装置を適用することにより、居眠り状態での誤走行による作業機械１Ａの海側への走行を防止するという重要な効果を発揮する。また、船上に搭載する作業機械１Ａは、従来、誤操作による海側への走行を防止するため、ワイヤにより船６５に下部走行体４を固定していたが、本発明を適用すれば、この下部走行体４の固定を不要とすることもできる。

本発明による走行制御装置を適用する作業機械の一例を示す側面図である。本発明の走行制御装置を適用した運転室の一例を示す斜視図である。本発明の走行制御装置の一実施の形態を示す電気油圧回路図である。本発明による走行制御装置を適用する作業機械の他の例を示す側面図である。

符号の説明

１，１Ａ：作業機械、２：岸壁、３：地面、４：下部走行体、５：サイドフレーム、６：従動スプロケット、７：駆動スプロケット、９：履帯、１０Ａ，１０Ｂ：走行用油圧モータ、１４：旋回装置、１５：上部旋回体、１９：油圧パワーユニット、２０：運転室、２１：カウンタウエイト、２２：作業用アーム、２３：ブームシリンダ、２４：ブーム、２５：アームシリンダ、２６：アーム、２７：作業具シリンダ、２８：作業具、２９：運転席、３０：ロックレバー、３１：旋回装置用操作レバー、３３Ａ，３３Ｂ：走行レバー、３４，３５：アタッチメント操作ペダル、３６，３７：押し釦スイッチ、３６ａ，３７ａ：接点、３９Ａ、３９Ｂ：主油圧ポンプ、４０：パイロットポンプ、４１Ａ，４１Ｂ：コントロール弁、４２Ａ，４２Ｂ：パイロット弁、４４Ａ〜４４Ｄ：ロック弁、５３：ロック制御弁、６２：バッテリー、６３：リレー、６３ａ：リレーの接点、６５：船、６６：水面、６７：バケット

Claims

下部走行体上に旋回装置を介して上部旋回体を設置し、前記上部旋回体に作業用アームを取付け、前記作業用アームに作業具を取付けてなる作業機械において、
前記下部走行体の左右の走行用油圧モータをそれぞれ操作する走行レバーの頂部に取付けられ、予め設定された操作力未満ではスイッチオン操作が不可能なばね反発力を有するロック解除用押し釦スイッチと、
前記走行用油圧モータのコントロール弁操作用のパイロット管路に設けられ、前記押し釦スイッチのオフ状態において、パイロット管路を遮断するロック弁とを備えたことを特徴とする作業機械の走行制御装置。
請求項１に記載の作業機械の走行制御装置において、
前記押し釦スイッチをスイッチオンとする必要操作力が７．８Ｎ以上であることを特徴とする作業機械の走行制御装置。
請求項１または２に記載の作業機械の走行制御装置において、
前記左右の走行レバーに設けた押し釦スイッチの接点が互いに並列接続され、左右いずれかの押し釦スイッチのオン操作により前記ロック弁を連通状態とすることを特徴とする作業機械の走行制御装置。
請求項１から３までのいずれか１項に記載の作業機械の走行制御装置において、
前記作業機械が船上または岸壁近傍の地面上で作業する作業機械であることを特徴とする作業機械の走行制御装置。